Jakie są różne zastosowania boru?

Bor, choć nie jest jednym z powszechniejszych pierwiastków na Ziemi jako całości, występuje w postaci dużych, łatwo dostępnych złóż minerałów boru na wielu obszarach, co czyni go łatwo dostępnym. Zazwyczaj osady te występują w suchych obszarach i zawierają pierwiastek w postaci rozpuszczalnych w wodzie boranów. Bor pierwiastkowy ma kilka zastosowań komercyjnych, ale zastosowania związków boru, takich jak borany, są liczne i różnorodne. Występują w procesach przemysłowych, wytwarzanych produktach i medycynie.

Jednym z najwcześniejszych zastosowań boru, w postaci boranów, było zastosowanie w ceramice, gdzie w połączeniu z krzemianami tworzyło twardą, przezroczystą glazurę. Obecnie jednym z najważniejszych zastosowań boru jest produkcja szkła borokrzemowego. Ten rodzaj szkła wyróżnia się tym, że po podgrzaniu ulega bardzo małej rozszerzalności. Jest zatem mało prawdopodobne, że pęknie pod wpływem szybkiego nagrzewania lub chłodzenia, i idealnie nadaje się do stosowania w szklanych naczyniach laboratoryjnych i naczyniach kuchennych. Jedna ze znanych marek wyrobów szklanych jest szczególnie kojarzona z tymi aplikacjami.

Bor jest niezbędnym pierwiastkiem dla roślin i może być dodawany w niewielkich ilościach do nawozów w celu stosowania na obszarach z niedoborem boru; jednak zbyt dużo boru jest toksyczne. Jego rola, jeśli w ogóle, u zwierząt, nie została jasno określona. Pierwiastek wchodzi w metabolizm poprzez spożywane pokarmy, zwykle w postaci boranów i chociaż nie są znane przypadki niedoboru boru u ludzi, może być wymagany w śladowych ilościach. Twierdzono, że suplementy boru w diecie zawierają wiele korzyści, ale dowody na ich poparcie nie są jednoznaczne.

Związki boru mają niską toksyczność dla ludzi i innych ssaków, ale są bardzo toksyczne dla wielu owadów, zwłaszcza mrówek i karaluchów. Wiele komercyjnych środków owadobójczych zawiera kwas borowy lub inne związki boru. Kwas borowy jest również szeroko stosowany jako środek antyseptyczny, do płukania oczu i do leczenia niektórych infekcji drożdżowych. Jest to bardzo słaby kwas i nie powoduje podrażnień skóry ani oczu.

Innym zastosowaniem boru w medycynie jest leczenie przeciwnowotworowe znane jako Boron Neutron Capture Therapy (BNCT). Leczenie polega na wprowadzeniu stabilnego izotopu boru-10 do komórek rakowych. Izotop boru może absorbować neutrony, które powodują, że wytwarza on cząstkę alfa i jon litu. Cząstki te niosą dużo energii, ale nie podróżują daleko; cała ich energia jest uwalniana w komórce docelowej, uszkadzając ją, ale pozostawiając sąsiednie komórki bez szwanku. Możliwe jest zatem zniszczenie guzów przez dodanie boru-10 do związku, który jest łatwiej wchłaniany przez komórki rakowe, a następnie bombardowanie guza neutronami.

W przemyśle jednym z głównych zastosowań boru są materiały ścierne i narzędzia skrawające. Dwa związki boru, węglika boru (B ₄ C) i azotku boru (BN) wyróżniają się wyjątkową twardością. Azotek boru przypomina węgiel, ponieważ może mieć postać heksagonalną podobną do grafitu, a także strukturę diamentową. Sześciokątna forma jest stosowana w smarach. Podobnie jak węgiel, można go również przekształcić w nanorurki i nanorurki, których właściwości elektryczne, magnetyczne i optyczne są bardzo obiecujące dla różnych zastosowań elektronicznych.

Bor-10, ze względu na jego zdolność do pochłaniania neutronów bez tworzenia radioaktywnych izotopów, jest wykorzystywany do ekranowania reaktorów jądrowych. Magnesy neodymowe zawierają także bor. Borany są stosowane w wielu domowych produktach do czyszczenia i prania w celu zmiękczenia twardej wody, w środkach zmniejszających palność oraz jako zielony barwnik płomieniowy w pirotechnice i rozbłyskach awaryjnych.