Wat zijn de verschillende toepassingen van boor?
Boor, hoewel niet een van de meest voorkomende elementen op aarde als geheel, bestaat in de vorm van grote, gemakkelijk toegankelijke afzettingen van boormineralen in een aantal gebieden, waardoor het gemakkelijk beschikbaar is. Gewoonlijk komen deze afzettingen voor in droge gebieden en bevatten het element in de vorm van in water oplosbare boraten. Elementair boor heeft weinig commerciële toepassingen, maar het gebruik van boorverbindingen, zoals boraten, is veel en gevarieerd. Ze worden gevonden in industriële processen, vervaardigde producten en in de geneeskunde.
Een van de vroegste toepassingen van boor, in de vorm van boraten, was in aardewerk, waar het in combinatie met silicaten een hard, transparant glazuur vormde. Tegenwoordig is een van de belangrijkste toepassingen van boor de productie van borosilicaatglas. Dit type glas is opmerkelijk omdat het bij verhitting zeer weinig uitzetting ondergaat. Het is daarom onwaarschijnlijk dat het barst wanneer het wordt blootgesteld aan snelle verwarming of koeling, en bij uitstek geschikt voor gebruik in laboratoriumglaswerk en kookgerei. Een bekend merk glaswerk wordt vooral geassocieerd met deze toepassingen.
Boor is een essentieel element voor planten en kan in kleine hoeveelheden worden toegevoegd aan meststoffen voor gebruik in boorarme gebieden; te veel boor is echter giftig. Zijn eventuele rol bij dieren is niet duidelijk geïdentificeerd. Het element komt het metabolisme binnen via ingenomen voedsel, meestal in de vorm van boraten, en hoewel er geen gevallen van boorgebrek bij mensen bekend zijn, kan het in sporenhoeveelheden nodig zijn. Er is een aantal voordelen geclaimd voor boorsupplementen in het dieet, maar bewijs ter ondersteuning hiervan is niet overtuigend.
Boorverbindingen hebben een lage toxiciteit voor mensen en andere zoogdieren, maar zijn zeer giftig voor veel insecten, vooral mieren en kakkerlakken. Een aantal commerciële insecticiden bevatten boorzuur of andere boorverbindingen. Boorzuur wordt ook veel gebruikt als een antisepticum, een oogdouche en als een behandeling voor sommige schimmelinfecties. Het is een zeer zwak zuur en veroorzaakt geen irritatie van de huid of ogen.
Een ander gebruik van boor in de geneeskunde is bij een kankerbehandeling die bekend staat als Boron Neutron Capture Therapy (BNCT). De behandeling omvat het inbrengen van het stabiele isotoop boor-10 in kankercellen. Deze boorisotoop kan neutronen absorberen waardoor het een alfadeeltje en een lithiumion produceert. Deze deeltjes dragen veel energie, maar reizen niet ver; al hun energie wordt vrijgegeven in de doelcel, waardoor deze wordt beschadigd, maar aangrenzende cellen ongedeerd blijven. Het is dus mogelijk om tumoren te vernietigen door boor-10 toe te voegen aan een verbinding die gemakkelijker wordt opgenomen door kankercellen en vervolgens de tumor te bombarderen met neutronen.
In de industrie is een van de belangrijkste toepassingen van boor in schuurmiddelen en snijgereedschappen. Twee verbindingen van boor, boorcarbide (B 4 C) en boornitride (BN) vallen op door hun extreme hardheid. Boornitride lijkt op koolstof in die zin dat het een grafietachtige zeshoekige vorm en een diamantachtige structuur kan hebben. De zeshoekige vorm wordt gebruikt in smeermiddelen. Net als koolstof kan het ook worden omgezet in nanobuisjes en nanoribbons, waarvan de elektrische, magnetische en optische eigenschappen veelbelovend zijn voor verschillende elektronische toepassingen.
Boor-10 wordt vanwege zijn vermogen om neutronen te absorberen zonder radioactieve isotopen te vormen, gebruikt voor afschermingsdoeleinden in kernreactoren. Neodymium-magneten bevatten ook boor. Boraten worden gebruikt in een aantal huishoudelijke reinigings- en wasproducten om hard water te verzachten, in brandvertragers en als een groene vlamkleurstof in pyrotechniek en vuurpijlen.