Latest / Das Periodensystem der Elemente / 41. Niob (Nb) - Das Superleiter-Metall

Transcript

41. Niob (Nb) - Das Superleiter-Metall · Das Periodensystem der Elemente

0:00
Willkommener zu einer neuen Folge von Wissensreise durch das
0:03
Periodensystem der Elemente, deinem Podcast zum Entspannen,
0:07
Loslassen und lernen. Wenn dir der Podcast gefällt,
0:11
bewerte ihn bitte, das hilft uns, weitere Folgen zu
0:14
produzieren. Kennst du schon unsere anderen
0:17
Podcasts reihen wie Wissensreise durch die Uhrzeit oder
0:20
Wissensreise durch die Länder der Erde heute begeben wir uns
0:24
auf eine Reise zu einem Element, das die meisten Menschen
0:27
vermutlich noch nie bewusst wahrgenommen haben und.
0:30
Das aber in einigen der faszinierendsten Technologien
0:33
unserer Zeit eine Schlüsselrolle spielt.
0:35
Es steckt in den supraleitenden Magneten, die in
0:38
Teilchenbeschleunigern wie dem Large Hadron Collider am CERN
0:42
die Geheimnisse der Materie entschlüsseln.
0:45
Es findet sich in den Magnetresonanztomographen, die
0:48
in Krankenhäusern Leben retten, es macht moderne Stahlsorten
0:51
leichter und gleichzeitig fester und es trägt seit Jahrhunderten
0:55
einen Namen, der einer Figur aus der griechischen Mythologie
0:58
entstammt. Niob mit dem chemischen Symbol
1:01
NB und der Ordnungszahl 41 lass uns gemeinsam in die Welt dieses
1:07
faszinierenden Übergangsmetalls eintauchen, das wie kaum ein
1:10
anderes Element für die Brücke zwischen Grundlagenforschung und
1:13
Hochtechnologie steht. Niob steht im Periodensystem in
1:18
der fünften Periode und in der fünften Gruppe gemeinsam mit
1:21
Vanadium, Tantal und dem künstlich erzeugten Dupnium.
1:25
Diese Gruppe der Vanadiumgruppe vereint Elemente, die als
1:29
Übergangsmetalle bezeichnet werden und besondere chemische
1:32
und physikalische Eigenschaften aufweisen.
1:34
Mit der Ordnungszahl 41 besitzt ein niob Atom 41 Protonen im
1:39
Atomkern. Umgeben von 41 Elektronen in
1:42
komplex aufgebauten Schalen. Die Elektronenkonfiguration
1:46
lautet in der Kurzschreibweise Krypton plus 4 d hoch 4 und 5 s
1:51
hoch 1, was eine Besonderheit darstellt, denn entgegen der
1:55
einfachen Aufbauregel wird die 4 d Schale bevorzugt vor der
1:59
vollständigen Besetzung der 5 s Schale gefüllt.
2:02
Dieses Verhalten teilt Niob mit einigen anderen
2:05
Übergangsmetallen. Und es erklärt teilweise die
2:08
vielfältigen Oxidationsstufen, in denen das Element auftreten
2:12
kann. Die Atommasse von Niob beträgt
2:14
rund 92,906 atomare Masseneinheiten und in der Natur
2:19
kommt es nahezu ausschließlich als das stabile Isotop Niob 93
2:24
vor. Damit zählt Niob zu den
2:26
sogenannten monoisotopischen Elementen, von denen es im
2:30
Periodensystem nur etwa 2 Dutzend gibt.
2:34
Reines Niob ist ein silbrig graues, stark glänzendes Metall
2:38
mit einem leichten bläulichen Schimmer, der sich nach längerer
2:41
Lagerung an der Luft durch eine dünne Oxidschicht ergibt.
2:45
Es ist erstaunlich weich und duktil, lässt sich also gut
2:48
schmieden, Walzen und zu feinsten Drähten ziehen.
2:51
Trotz dieser mechanischen Geschmeidigkeit ist Niob
2:54
außerordentlich hitzebeständig, sein Schmelzpunkt liegt bei rund
2:58
2477 geht Grad Celsius. Sein Siedepunkt bei etwa 4744 g
3:06
Grad Celsius. Damit gehört Niob zur exklusiven
3:10
Gruppe der Hochschmelzenden Metalle, der sogenannten
3:13
Refraktärmetalle, zu der auch Wolfram, Tantal, Molybdän und
3:18
Rhenium zählen. Die Dichte beträgt rund 8,57
3:23
Gramm pro Kubikzentimeter, was Niob zu einem vergleichsweise
3:28
leichten Vertreter dieser Gruppe macht.
3:30
Tantal etwa, sein direkter Nachbar im Periodensystem, ist
3:34
mit 16,65 Gramm pro Kubikzentimeter fast doppelt so
3:38
schwer. Eine der bemerkenswertesten
3:40
Eigenschaften von Niob ist seine Korrosionsbeständigkeit, bei
3:45
Raumtemperatur bildet das Metall an Luft eine dünne, aber äußerst
3:49
stabile Oxidschicht aus Niopentoxid, die das darunter
3:52
liegende Material vor weiterer Oxidation schützt.
3:55
Diese Passivierung macht Niob gegenüber den meisten Säuren
3:58
widerstandsfähig. Einschließlich konzentrierter
4:01
Salzsäure, Schwefelsäure und Salpetersäure bei
4:04
Raumtemperatur. Lediglich heiße, konzentrierte
4:07
Säuren, Flusssäure und Mischungen aus Flusssäure und
4:11
Salpetersäure können das Metall angreifen, auch gegenüber
4:15
geschmolzenen Alkalien zeigt sich Niob empfindlich bei
4:18
höheren Temperaturen oberhalb von etwa 200 Grad Celsius
4:22
beginnt das Metall jedoch in trockener Luft zu oxidieren.
4:26
Weshalb es bei Hochtemperaturanwendungen unter
4:28
Schutzgas oder im Vakuum verarbeitet werden muss.
4:32
Doch die wohl spektakulärste Eigenschaft von Niob ist seine
4:36
Supraleitfähigkeit unterhalb einer kritischen Temperatur von
4:40
9,25 Kelvin, das entspricht etwa -263,9 Grad Celsius, verliert
4:44
reines Niob jeglichen elektrischen Widerstand, damit
4:46
besitzt es die höchste Sprungtemperatur.
4:54
Aller reinen elementaren Supraleiter.
4:57
Diese Eigenschaft, die im Jahr 1930 entdeckt wurde, hat
5:02
weitreichende technologische Konsequenzen, auf die wir später
5:05
noch ausführlich zurückkommen werden.
5:07
Werfen wir nun einen Blick auf die Geschichte der Entdeckung
5:10
dieses Elements, denn sie ist geprägt von Verwechslungen,
5:14
wissenschaftlichen Kontroversen und einer poetischen
5:16
Namensgebung. Die Geschichte beginnt im Jahr
5:19
1734, als der schwedische Gelehrte Jonas Jerne.
5:24
Ein eigenartiges schwarzes Mineral aus dem damals
5:27
englischen Massachusetts beschrieb erst 1801, jedoch
5:30
gelang dem britischen Chemiker Charles Hatchett am British
5:34
Museum in London ein wissenschaftlicher Durchbruch.
5:37
Er untersuchte ein Mineral namens Columbit, das
5:41
ursprünglich als Schenkung des ersten Gouverneurs von
5:44
Connecticut, John Windsrop, dem Jüngeren schon im 17.
5:48
Jahrhundert nach England gelangt war.
5:50
In diesem schwarzen, schweren Erz entdeckte Hatchett ein neues
5:54
Element, das er zu Ehren der Heimat des Minerals Columbium
5:58
nannte, abgeleitet von Columbia, dem damaligen poetischen Namen
6:02
für Amerika. Doch die Geschichte nahm eine
6:05
komplizierte Wendung im Jahr 1802 entdeckte der schwedische
6:09
Chemiker Anders Gustav Eckeberg ein weiteres Element, das er
6:12
Tantal nannte, in Anlehnung an den mythologischen König
6:16
Tantalos. Weil das Element auch in Säuren
6:18
so widerwillig reagierte, als könne es sich nicht satt
6:21
trinken. In den folgenden Jahrzehnten
6:24
herrschte große Verwirrung darüber, ob Kolumbium und Tantal
6:28
vielleicht ein und dasselbe Element seien, denn ihre
6:32
chemischen Eigenschaften ähnelten sich frappierend, erst
6:36
1844 brachte der deutsche Chemiker Heinrich Rose Klarheit.
6:41
Er untersuchte verschiedene Tantal Mineralien aus Bayern und
6:45
konnte zeigen, dass es sich um 2 verschiedene Elemente handelte.
6:49
Da er die enge Verwandtschaft zu Tantal erkannte, taufte er das
6:54
eine Element niobium nach Niobe, der Tochter des Tantalos in der
6:58
griechischen Mythologie. Diese poetische Verbindung passt
7:02
perfekt, denn so wie Niobe, die Tochter des Tantalos ist, steht
7:06
Niob im Periodensystem direkt über Tantal.
7:10
Die endgültige Beweisführung, dass Niob und Tantal tatsächlich
7:14
2 verschiedene Elemente darstellen, gelang dem Schweizer
7:17
Chemiker Jean Charles Gallisar de Marine Jacques im Jahr 1866
7:23
er entwickelte ein Trennverfahren auf Basis der
7:26
unterschiedlichen Löslichkeit der Fluoridkomplexe beider
7:29
Elemente in Flusssäure. Reines metallisches Niob wurde
7:33
erstmals 1864 vom schwedischen Chemiker.
7:37
Christian Wilhelm Blomstrand durch Reduktion von Niobchlorid
7:42
mit Wasserstoff in einer erhitzten Atmosphäre
7:45
dargestellt. Nun stellt sich die Frage nach
7:48
dem Namen, heißt das Element nun Niob oder Kolumbium?
7:53
Tatsächlich war diese Frage über mehr als ein Jahrhundert hinweg
7:57
umstritten. Während in Europa schnell der
7:59
Name Niob beziehungsweise Niobium üblich wurde, hielt sich
8:03
in den Vereinigten Staaten und in der angloamerikanischen
8:07
Metallurgie hartnäckig der ursprüngliche Name Kolumbium.
8:11
Erst 1949, also fast 150 Jahre nach der Erstentdeckung, einigte
8:17
sich die Internationale Union für reine und angewandte Chemie,
8:22
kurz Ayupaque, offiziell auf den Namen Niobium als verbindliche
8:27
Bezeichnung. In manchen amerikanischen
8:29
Veröffentlichungen, insbesondere im Bereich der Metalogie, taucht
8:33
das alte Synonym Kolumbium gelegentlich noch heute
8:37
aufwenden wir uns nun dem Vorkommen von Niob in der Natur
8:40
zu. Mit einem Anteil von etwa 20
8:42
Milligramm pro Kilogramm in der kontinentalen Erdkruste ist Niob
8:47
ein relativ seltenes Element, etwa so häufig wie Stickstoff
8:51
und deutlich seltener als beispielsweise Kupfer oder Zink.
8:56
In reiner Form kommt Niob in der Natur nicht vor, sondern stets
9:00
gebunden in Mineralien. Die wichtigsten Niob Minerale
9:04
sind Colombit und Pyrochlor. Colombit hat die chemische
9:09
Zusammensetzung, Eisen, Mangan, Niob, Tantaloxid und bildet eine
9:14
lückenlose Mischreihe mit dem Tantal Mineral Tantalit
9:19
Pyrochlor ist ein komplexes Calcium, Natrium, Niob Oxid.
9:23
Das oft auch seltene Erden Uran und Thorium in seinem
9:27
Kristallgitter beherbergt etwa 90% der weltweiten
9:31
Neoproduktion, stammen aus einem einzigen Land Brasilien.
9:35
Dort, in der Region um die Stadt Araxa im Bundesstaat Minas
9:39
Gerais, befindet sich die größte bekannte pyrochlor Lagerstätte
9:43
der Welt, sie wird von der Compagna Brasilera de Metalurgia
9:48
e Minerassao ausgebeutet. Einem Unternehmen, das den
9:52
globalen Niob Markt dominiert. Weitere bedeutende Vorkommen
9:56
finden sich in Kanada, insbesondere in der Provinz
10:00
Quebec sowie in geringerem Umfang in Russland, Nigeria,
10:04
Ruanda und der Demokratischen Republik Kongo.
10:08
In Europa sind die Vorkommen wirtschaftlich kaum bedeutsam,
10:11
weshalb die Europäische Union Niob als kritischen Rohstoff
10:15
einstuft, dessen Versorgungssicherheit
10:17
strategisch beobachtet werden muss.
10:20
Die Gewinnung von Niob aus Pyrochlor erfolgt in mehreren
10:24
Schritten. Zunächst wird das Erz
10:26
Aufkonzentriert, dann durch Alkalisches aufschließen oder
10:30
mittels Säurelaugung in lösliche Verbindungen überführt, in einem
10:34
zentralen Trennschritt werden Niob und Tantal voneinander
10:37
separiert, wobei das klassische Verfahren auf der
10:40
unterschiedlichen Löslichkeit ihrer Fluoridkomplexe in
10:44
organischen Lösungsmitteln beruht.
10:46
Heute kommen modernere Verfahren wie die Solventextraktion mit
10:50
Methylisobutylketon zum Einsatz. Aus dem gereinigten Niopentoxid
10:56
wird das Metall schließlich durch aluminothermische
10:58
Reduktion oder durch Elektronenstrahlschmelzen
11:00
gewonnen, für höchste Reinheitsanforderungen, etwa für
11:04
supraleitende Anwendungen, wird das Metall zusätzlich durch
11:08
Zonenschmelzen im Hochvakuum gereinigt, auch.
11:11
Ein Verfahren, bei dem eine schmale Zone des Metalls langsam
11:14
durch einen Stab geführt wird und Verunreinigungen mitnimmt.
11:18
Kommen wir nun zu den Anwendungen, denn hier offenbart
11:21
Niob seine wahre technologische Bedeutung, den mit Abstand
11:25
größten Verwendungszweck stellt die Stahlveredelung dar, bereits
11:29
geringe Zugaben von Niob in der Größenordnung von 0,01 bis 0,1
11:34
Gewichtsprozent verändern die Eigenschaften von Stahl
11:36
dramatisch. Niob bildet im Stahl feine
11:41
Karbid und Nitritausscheidungen, die das Kornwachstum während der
11:45
Wärmebehandlung hemmen und zu einem feinkörnigen Gefüge
11:49
führen. Diese sogenannten Mikrolegierten
11:52
oder hsla Stähle, was für High Strength Low Aloy steht,
11:56
vereinen hohe Festigkeit mit guter Schweißbarkeit und
11:59
Zähigkeit, sie kommen heute in Pipelines für Erdgas und Erdöl
12:04
zum Einsatz in. Im Karosseriebau moderner
12:06
Automobile, im Schiffsbau, im Brückenbau und in Hochhäusern.
12:10
Ein modernes Auto enthält zwischen 30 und 60 Gramm Niob,
12:14
das in den hochfesten Stahlblechen der Karosserie für
12:17
mehr Sicherheit bei gleichzeitig geringerem Gewicht und damit
12:20
niedrigerem Kraftstoffverbrauch sorgt.
12:22
Eine weitere bedeutende Anwendungsklasse sind
12:26
Superlegierungen, diese hochkomplexen metallischen
12:29
Werkstoffe auf Nickel oder Kobaltbasis.
12:31
Enthalten Niobe als wichtigen Legierungsbestandteil und finden
12:35
Verwendung in den Turbinenschaufeln moderner
12:38
Strahltriebwerke und stationärer Gasturbinen.
12:42
Hier müssen die Werkstoffe Temperaturen von über 1000 Grad
12:45
Celsius bei gleichzeitig hoher mechanischer Belastung
12:48
standhalten. Und Niob trägt durch die Bildung
12:52
verfestigender Phasen wie Gamma Doppelstrich entscheidend zur
12:55
Hochtemperaturfestigkeit bei. Die berühmte Inconel 718
12:59
Legierung, die in fast jedem modernen Düsentriebwerk
13:02
vorkommt, enthält etwa 5 gewichtsprozent Niob, doch nun
13:07
zur faszinierendsten Anwendung, die diesem Element auch unseren
13:11
heutigen Untertitel beschert. Die Supraleitung reines Niob,
13:16
wurde 1930. Von dem deutschen Physiker
13:20
Walter Meißner als Supraleiter identifiziert mit einer
13:24
kritischen Temperatur von 9,25 Kelvin, ist es zwar nicht
13:28
spektakulär hoch, aber unter den reinen Elementen einsame Spitze.
13:33
Noch interessanter werden bestimmte Niobe Verbindungen,
13:37
die intermetallische Verbindung Niob Titan mit etwa 47
13:41
Gewichtsprozent Titan ist heute der mit Abstand wichtigste
13:46
technische Supraleiter weltweit. Sie wird unterhalb von etwa 9,5
13:50
Kelvin Supraleitend und kann in Magnetfeldern von bis zu rund 14
13:55
Tesla noch supraleitende Eigenschaften aufrechterhalten.
13:58
Aus diesem Werkstoff bestehen die supraleitenden Drähte in den
14:02
meisten Magnetresonanztomographen, die
14:04
in Krankenhäusern weltweit zur medizinischen Bildgebung
14:07
eingesetzt werden. Ein typischer klinischer MRT mit
14:11
1,5 oder 3 Tesla Feldstärke enthält mehrere Kilometer Niobe
14:14
Titandraht, der auf etwa 4 Kelvin durch flüssiges Helium
14:19
gekühlt wird. Eine noch leistungsfähigere
14:21
Verbindung ist niop Zinn, genauer niop 13, eine
14:25
intermetallische Phase mit der a 15 Kristallstruktur.
14:31
Sie wird unterhalb von etwa 18,3 Kelvin Supraleitend und behält
14:35
ihre supraleitenden Eigenschaften bis zu
14:38
Magnetfeldern von rund 30. Tesla Niobe 13 kommt zum
14:44
Einsatz, wenn extrem hohe Magnetfelder benötigt werden,
14:47
etwa in der Kernspinresonanzspektroskopie
14:48
für die chemische Strukturaufklärung, in den
14:53
Beschleunigermagneten der nächsten Generation und ganz
14:55
besonders im internationalen Fusionsreaktor Iter.
15:00
Der derzeit im südfranzösischen Cadarache gebaut wird.
15:03
Die zentralen Solinoid und Thoroidalfeldmagnete von Iter
15:07
bestehen aus Nio, B 3 Zinn Drähten und werden Magnetfelder
15:11
von über 13 Tesla erzeugen, um das 100000000 Grad heiße Plasma
15:16
einzuschließen, in dem die Kernfusion ablaufen soll, auch
15:20
im Large Hadron Collider am CERN bei Genf, dem größten
15:23
Teilchenbeschleuniger der Welt, spielt Niob eine zentrale Rolle.
15:27
Die fast 1 700 supraleitenden Dipolmagnete, die die
15:31
Teilchenstrahlen auf ihrer 27 Kilometer langen Kreisbahn
15:34
führen, basieren auf Niob Titan Technologie.
15:36
Sie werden mit suprafluidem Helium auf 1,9 Kelvin gekühlt
15:41
und erzeugen Felder von 8,3 Tesla ohne Niob wäre die
15:45
Entdeckung des Higgs Bosons im Jahr 2012 eine der bedeutendsten
15:50
Errungenschaften der modernen Physik.
15:56
Schlichtweg nicht möglich gewesen.
15:58
Eine weitere hochinteressante Anwendung ist die Hochfrequenz
16:03
Supraleitung, reines Niob mit höchster Reinheit wird zur
16:08
Herstellung sogenannter SRF Resonatoren verwendet, das steht
16:14
für Super Conducting Radio Frequency.
16:17
Diese hohlen, präzise geformten Strukturen aus Polykristallinem
16:22
oder einkristallinem Niob. Werden in Linearbeschleunigern
16:25
eingesetzt, etwa im European X Ray Free Electron Laser, kurz
16:30
European XFEL in Hamburg Schenefeld und in Bruckhafen am
16:35
Long Island. In diesen Resonatoren werden
16:38
geladene Teilchen durch hochfrequente elektromagnetische
16:41
Wellen auf nahezu Lichtgeschwindigkeit
16:44
beschleunigt. Und nur die nahezu verlustfreien
16:47
supraleitenden Eigenschaften des Niob ermöglichen die Erzeugung
16:51
der dafür notwendigen Feldstärken bei vertretbarem
16:53
Energieaufwand. Doch Niob hat noch weitere,
16:57
weniger bekannte Anwendungsbereiche in der
16:59
Numismatic wird das Metall für Sammlermünzen verwendet,
17:02
Österreich, Lettland und Luxemburg haben in den
17:05
vergangenen Jahren Münzen herausgegeben, die einen
17:08
farbigen Niob Einsatz besitzen. Diese Farbeffekte entstehen
17:12
durch Interferenz Effekte an einer dünnen und.
17:15
Elektrochemisch erzeugten Oxidschicht je nach Schichtdicke
17:19
ergeben sich blau, grün, gelb und violett.
17:21
Töne, ohne dass dabei Farbpigmente verwendet würden.
17:26
Die Farben sind ausschließlich Strukturbedingt und damit
17:28
dauerhaft beständig, in der Medizintechnik findet Niob
17:32
aufgrund seiner ausgezeichneten biokompatibilität Verwendung,
17:37
das Metall wird vom menschlichen Körper nicht abgestoßen und löst
17:41
keine allergischen Reaktionen aus.
17:44
Es kommt in Implantaten, Knochenschrauben,
17:46
Herzschrittmacher, Gehäusen und in der Dentaltechnik zum
17:49
Einsatz. Auch Piercings und hochwertiger
17:51
Schmuck werden gelegentlich aus Niob gefertigt.
17:55
In der chemischen Industrie dient Niob Pentoxid als
17:58
Katalysator, etwa bei der Herstellung optischer Gläser mit
18:02
hohem Brechungsindex. Lithiumniobat ist ein optisch
18:06
nicht linearer Kristall, der in der Lasertechnik, in
18:09
Elektrooptischen Modulatoren und in der frequenzverdoppelung
18:12
Anwendung findet. Auch in der Glaskeramik, in
18:15
piezoelektrischen Bauteilen und in die elektrischen
18:18
Kondensatoren spielt Niob eine wichtige Rolle.
18:22
Die chemischen Eigenschaften von Niob sind ebenfalls
18:24
bemerkenswert vielfältig, das Element kann in Oxidationsstufen
18:28
von -1 bis plus 5 Vorkommen, wobei die Stufe plus 5 bei
18:33
weitem die stabilste ist. Niobpentoxid mit der
18:37
Summenformel NB 2 o 5 ist die wichtigste binäre
18:42
Sauerstoffverbindung und. Und ein farbloses, in Wasser
18:45
unlösliches Pulver. Niopentachlorid NB CL 5 ist ein
18:53
gelber Feststoff, der bei der chemischen Industrie als
18:55
Ausgangsstoff für viele andere Niob Verbindungen dient.
18:59
In niedrigeren Oxidationsstufen bildet Niob oft
19:02
clusterverbindungen mit charakteristischen Octaedrischen
19:05
Metallatomanordnungen, ein Forschungsgebiet, das die Chemie
19:09
der Metallmetallbindungen aufklären half.
19:13
Werfen wir abschließend einen Blick auf einige wirtschaftliche
19:16
und strategische Aspekte. Der globale Niob Markt hatte im
19:20
Jahr 2024 ein Volumen von etwa 3 Milliarden US Dollar bei einer
19:25
Jahresproduktion von rund 80000 Tonnen Niob gerechnet als
19:30
Metalläquivalent die starke Konzentration der Förderung auf
19:33
Brasilien macht das Element geopolitisch sensibel.
19:37
Die Europäische Union, die Vereinigten Staaten und Japan
19:40
haben Niob in ihre Listen kritischer Rohstoffe aufgenommen
19:44
und arbeiten an Strategien zur Diversifizierung der
19:47
Lieferketten und zum Aufbau von Recyclingkapazitäten.
19:51
Letzteres ist allerdings schwierig, da Niob in Stählen
19:54
meist in so geringen Konzentrationen vorliegt, dass
19:57
eine wirtschaftliche Rückgewinnung kaum möglich ist.
20:00
Lediglich in Superlegierungen und in supraleitenden
20:03
Komponenten werden nennenswerte Recyclinganstrengungen
20:06
unternommen. Niob ist Toxikologisch
20:09
weitgehend unbedenklich. Das Metall selbst und seine
20:13
Oxide gelten als ungiftig und nicht karzinogen, was die breite
20:17
Verwendung in der Medizintechnik erst ermöglicht.
20:21
Lediglich bei einigen halogenid Verbindungen ist Vorsicht
20:24
geboten, da diese Hydrolyseempfindlich sind und
20:27
reizende Säuredämpfe freisetzen können.
20:30
In der Forschung wird Niob auch in jüngerer Zeit immer wieder
20:34
neu entdeckt. So untersuchen
20:36
Materialwissenschaftler innen weltweit Niob, Haltige
20:40
Hochentropielegierungen, in denen 5 oder mehr Elemente in
20:44
nahezu äquimolaren Verhältnissen kombiniert werden, um neue
20:48
Eigenschaftskombinationen zu erschließen.
20:51
In der Quantencomputerforschung dienen Niob basierte
20:54
Schaltkreise als Plattform für sogenannte Josephson Junctions,
20:58
die Grundbausteine vieler Supraleitender Qbits.
21:02
Unternehmen wie EBM, Google und Rigetti Computing setzen auf Nio
21:07
B in ihren Quantenprozessoren. Denn die Kombination aus hoher
21:11
Kohärenzzeit, technologischer Reife und kryogener
21:14
Verfügbarkeit ist nach wie vor unübertroffen.
21:19
Wenn wir all diese Aspekte zusammenfassen, dann zeigt sich
21:22
Niob als ein Element von stiller Größe.
21:25
Es steht nicht im Rampenlicht wie Gold oder Silber, es prägt
21:28
nicht das Alltagsleben so unmittelbar wie Eisen oder
21:31
Aluminium. Doch es ist auf seine Weise
21:33
unverzichtbar geworden für die fortschrittlichsten Technologien
21:37
unserer Zivilisation, vom mikrolegierten Stahl in der
21:40
Fahrzeugkarosserie über den supraleitenden Magneten im
21:44
Krankenhaus bis hin zum Kernfusionsexperiment, dass die
21:47
Energieversorgung der Zukunft revolutionieren könnte, zieht
21:50
sich eine Spur dieses unscheinbaren grauen Metalls.
21:54
Durch unsere moderne Welt. Vielen Dank, dass du dir Zeit
21:58
genommen hast für diese Folge der Wissensreise durch das
22:01
Periodensystem der Elemente bis zum nächsten Mal.
22:04
Wenn wir uns gemeinsam einem weiteren faszinierenden Element
22:07
auf unserer Reise durch die Welt der Atome zuwenden.