唐三彩的主要用途 元素发现史：手机电池的功臣元素 曾被误会是妖魔

手机是现代生活中每个人不可或缺的工具。具有视频通话、资源共享、摄影、移动支付等功能。形容为“一机在手，走遍天下”。电池作为手机提供持续供电的储能工具，可谓是手机的寿命，其作用不可低估。

20世纪80年代以前，手机因电池储量小、性能不稳定而不流行。解决电池能量瓶颈已成为科学家最关心的问题之一。直到钴酸锂电池诞生，电池行业革命才最终爆发。

钴酸锂电池由于含有一种叫钴的元素，所以结构稳定，综合性能突出。有趣的是，这个元素一度被认为是“恶魔”，矿工们都在谈论它...

《矿物》中的“恶魔”

“我们永远不会顺利下去。这是一个关于我们生活的笑话。”1733年夏天，在德国萨克森一个矿床的采矿中心，矿工们聚集在井口周围，不愿下去。矿主在他身边走来走去，一副很着急的样子。

美丽的德国萨克森

“老板，矿上有一种深蓝光的石头。这种石头里有恶魔，会让我们染上怪病。所有以前下井的工人都生病了。谁有病养老婆孩子？”一个皮肤黝黑的中年矿工说。

“石头里会有恶魔吗？”虽然矿主不相信，但他不得不阻止矿工。为了找出原因，他让他的手下找到一些矿石，并把它们送给居住在捷克共和国的阿格里科拉。

德国矿物学家和医生阿格里科拉生于1494年。他写了许多化学专著，其中《论矿冶》是他丰富经验的见证，主要讲述了如何区分矿物晶体和如何提炼矿物。书中还提到了职业病的防治。

他主动向矿业发达的chemnitz市提出申请，深入矿区进行调查研究。阿格里科拉后来成为了帕多瓦大学的教授。由于他的专业能力和公正性，矿主和矿工们都非常信任他，凡事都喜欢找他帮忙。

阿格里科拉雕像

阿格里科拉教授反复研究矿主送来的矿石，发现形状类似辉铜矿，遇到酸就变成深蓝色溶液。令他头痛的是，用提纯等矿石实验方法分析时，矿石根本没有变化。

他给矿主写了一封信，说他无能为力，但他会把这件事和矿石写进论文，为后来的科学家提供参考。

为了便于记录，他和矿工一样，把这种矿石叫做“科巴德”。这个词来自日耳曼神话，英语单词“koblin”就是由此而来的。

落后的科学蒙蔽了人们的眼睛。

煅烧新元素

在德国萨克森矿工罢工后的第20年，瑞典化学家g .布朗特偶然读到了阿格里可乐公司关于“邪恶”矿石的论文。出于好奇，他决心研究这种矿石。

勃朗特重新测试了磁性矿石:他选择高温煅烧来连续加热矿石。没想到，加热到500℃时，矿石中分离出一种闪亮的灰色物质。

“这是什么东西？是新元素吗？”勃朗特对这种灰色物质进行了化学测试，他发现这种物质在常温下不会与水反应，在潮湿的空气体中也不会氧化。它很硬，但很脆。加热到1200℃左右，原来的磁性奇迹般地消失了。

钴

“常温下不与水反应，不易氧化。加热后，磁性消失。哪种已知物质具有这些特性？”布朗特翻遍了当时所有的物理和化学书籍，却找不出这是什么物质。

因此，他断定这是一种未知元素的简单物质，但他不确定这是否是一种金属元素，因为根据当时的科学常识，金属在潮湿的空空气中会被氧化。

寻找新元素是一件大事，所以布朗特决定先命名它们。经过慎重考虑，他决定从德语单词“Kobald”开始，把这个大家都害怕的元素称为“钴”，把元素的符号称为“Co”。“钴”的意思是“坏精灵”。

几年后西学东渐，晚清科学家将“Co”译为“钴”，至今仍在使用。

钴是金属吗？二十多年后，布朗特的问题得到了科学的回答。1780年，瑞典化学家伯格曼用实验方法制造出纯钴，并确定钴是一种金属元素。

他进一步研究，找到了矿工怕矿的原因。被称为“恶”的矿石其实是钴的化合物，化学名为钴酸盐。

根据钴酸盐的化学分子式，这种矿石含有钴、硫和砷。钴对人体没有明显的危害，但是加热含钴30%左右的钴酸盐产生的硫或砷化合物是剧毒的。

尤其是砷，其氧化物“三氧化二砷”，俗称砷，毒性大，易挥发，挥发后会严重毒害工作场所。《水浒传》中，潘金莲用砒霜毒死了丈夫吴大郎。

辉钴矿

至此，长达近半个世纪的钴之谜终于解开了。

历史悠久的珍贵元素

虽然钴真正出现在科学家手中已经有200多年了，但是它已经为人类服务了2000年。

古罗马和古希腊用钴酸盐制造深蓝色玻璃。这种深蓝色看起来很漂亮，除了钴酸盐之外没有其他东西可以代替。

在中国古代，劳动人民用钴制造蓝色陶瓷。用钴做的蓝色陶瓷，在唐三彩中很有价值。用钴制成的蓝色颜料，在唐代三色中称为“钴蓝”。

后世的专家在收集唐代三彩时，对钴蓝非常重视，说“三彩挂蓝，价值连城”。

蓝色唐三彩瓷器

勃朗特和其他科学家发现了钴，并通过研究钴的化学性质和其他实验加速了钴的应用。

20世纪后，钴及其合金，如铂钴合金、钐钴合金和钨钴合金，已广泛应用于机械工业、化学工业、航空空工业和医疗领域，成为重要的战略金属。

1980年，钴在通讯领域发挥了最大的作用。因为今年，美国化学家约翰·古德伊尔发明了锂钴氧化物电池。该电池有效解决了伏打电池和钠硫电池储量小、性能不稳定的缺点。

到目前为止，我们使用的智能手机、笔记本电脑、充电宝、电动车，都离不开锂钴氧化物电池或其改良版。钴酸锂电池的发明被后来的科学家誉为“开启了一个完整的时代”。

钴酸锂电池

值得一提的是，钴这种历史悠久的珍贵元素，在库存中一直扮演着“恶”的角色。地球上钴的总含量约为700万吨，但其中三分之二集中在中部非洲的刚果民主共和国。

根据地质学家的研究，地壳中的钴含量非常少。一亿年前，一颗含钴的小行星撞击地球，打碎了非洲表面的一个盆地，即刚果盆地。这就是为什么刚果民主共和国富含钴金属。

能源过于集中，最大的危害是容易造成能源垄断，从而影响全球相关产业的发展。据《财经》网站2018年12月报道，“世界原料仓库”刚果宣布钴为战略金属，矿业税上调至10%。

有鉴于此，“邪恶”矿的主要元素之一钴，在未来将发挥更重要的作用。

1.文章《陶瓷中的蓝色:一抹“钴”元素的艺术演变》。

2.王善生，工程科学与技术，论文“金属元素钴的应用范围及重要性”