在所有的金属元素中,黄金或许是最受人们喜爱和追捧的那一个了,它很稀缺,很闪亮,很值钱。每当人们谈到黄金时,常常就等于谈到了货币、财富或者珠宝。不过,如果有人问,黄金有什么科技价值,则很少有人知道。实际上,在现代,黄金早已成为推动科技发展的无价之宝,它们在电子、建筑、航天以及医疗领域中都发挥了巨大的作用。可以说,科技领域中的黄金,远比仓库里的储备金或者商场里的金饰品更加珍贵。
黄金因为稀少而显得珍贵,然而,大多数人并没有觉察到,在生活中,黄金其实到处都有,它就隐藏在人们身边的电子产品中。科学家就曾做过估计,一部智能手机中约含有0.034克黄金。那么,黄金在电子产品中发挥什么样的作用呢?我们知道,电子产品是由大大小小的电子元件和电路板组成的“整体”,而电子元件和电路板又由无数的导线、开关、焊接点或者插销连接起来,这就要用到金属导体,比如金、银和铜。金的导电性稍逊于银和铜。
不过,在电子行业飞速发展的今天,人们对于电子产品的要求越来越高。比如,手机和电脑的重量要更轻,外观要更小巧,电子信号的传递要更畅通,其他性能也要更稳定、更可靠。面对更高的要求,金就显示出了相对于银、铜的巨大优势。黄金是柔韧的金属,延展性非常好。1克黄金可以拉长成为4000米长的金丝,由1吨黄金拉成的细丝的长度,等于从地球到月球来回5次的距离。
高级电子产品想要变轻、变小,那么电子线路就要做得精密,某些部位需要用极细的导线连接起来。如果用铁、铜、铝等金属材料制作导线,根本拉不到足够细,导线就断了,而金导线则不会出现这种问题。其次,要表扬一下金的稳定性。为了让智能手机或高端电脑适应各种工作环境,它们的内部线路会经受高温、低温、湿气以及腐蚀性污染物的考验,最需要的就是稳定。金、银、铜都是优秀的导体,但金的稳定性远胜过后两者。
科学测试表明,在-55℃~200℃之间,金一直具有稳定的导电性。黄金的延展性、导电性和防腐性使它成为制作高规格电子元件的首选材料,基于同样的原因,黄金还广泛应用于高科技工程及严酷环境当中,包括航天工程、太空探索和建筑工程等。在航天工程中,黄金首先可以作为润滑剂来使用。
航天器都有着极其复杂的结构,比如温度控制系统、卫星搭载系统、天线系统、太阳能电池帆板系统以及光学仪器驱动系统等,系统内部以及不同系统之间需要通过轴承、转盘等机械来支撑、连接。在太空环境中,机械所用的传统有机润滑剂会变得非常不稳定,并且容易分解,如果使用以稳定的黄金为主要成分制作的固体润滑剂,则可以满足航天器在太空苛刻条件下的润滑需求。
黄金在医疗保健和药物领域也颇具影响力,这种金属数千年来一直与健康联系在一起。比如,由于黄金拥有美丽的光泽以及出色的生物相容性,它被用于牙科的历史已经十分悠久了。几十年来,世界各地的监管机构已经批准了一系列新的与黄金相关的诊断工具和疗法。
例如,20世纪80年代,一种口服小分子含金化合物就作为治疗类风湿性关节炎的药物而获批上市,目前有临床试验测试其在治疗卵巢癌和痢疾等疾病的效果,医学界对它的兴趣一直没有减退。金纳米粒子在医学领域的应用发展很快,并已取得了一系列令人瞩目的研究成果。金纳米粒子是黄金的纳米级颗粒,其粒子尺寸一般在1~100纳米之间,比人类头发的直径还要小数千倍。
纳米尺度的金粒子具有特殊的物理性质和化学性质,它可以吸收和反射特定波段的光,能随着自身形状和尺寸的变化而呈现出不同的颜色,同时对外界环境的变化以及粒子间的相互作用非常敏感,这样的特点赋予了金纳米粒子在医疗检测和医学成像方面的独特优势。