Niken


Niken
    Phần lớn trữ lượng Niken trên Trái Đất đều không thể tiếp cận được, tập trung ở trong lõi sắt nung chảy của hành tinh, nơi 10% được cấu thành từ Niken. Lượng Niken mà chúng ta khai thác có xuất xứ từ ngoài vũ trụ - đến từ những thiên thạch sắt/niken khổng lồ. Một trong số đó đã rơi xuống vùng Sudbury của Ontario, Canada vào hàng triệu năm về trước. Ngày nay, mỏ thiên thạch này cung cấp tới 140 triệu tấn Niken mỗi năm, đáp ứng 15% nhu cầu toàn cầu.

    Kim loại khai thách từ các thiên thạch sắt/niken đã được tổ tiên ta sử dụng như một loại sắt cao cấp. Nó được dùng để đúc các công cụ và kiếm và tương đương như thép không rỉ của ngày nay. Do đó, vì kim loại này không bị rỉ nên nó được người Peru bản xứ coi như một loại bạc. Ở tỉnh Vân Nam, phía Nam Trung Quốc, Niken được khai thác từ các mỏ Niken Sunfua; và cũng ở đây, một hợp kim Kẽm - Niken, được gọi là pai-t’ung (đồng trắng), đã được sử dụng từ 200 năm trước Công nguyên.
Khai thác và Sử dụng
    Vào năm 1888, Ludwig Mond đã có một đột phá trong quy trình khai thác Niken tinh khiết từ quặng. Khi đang điều tra về sự rò rỉ của các van kiểm soát dòng chảy của khí Cacbon Monoxit (CO) làm từ Niken, ông đã phát hiện ra rằng CO đã phản ứng với Niken, tạo nên Niken Cacbonyl Ni(CO)4 - một chất dễ bay hơi và sôi ở 43°C-. Cũng từ phát hiện này mà quy trình Mond đã được tạo nên để tách Niken. Khoảng nửa trữ lượng Niken sản xuất mỗi năm được sử dụng để tạo thép không rỉ, hợp kim được cấu tạo phần lớn từ sắt cùng với với 18% từ Crôm và 8% từ Niken.


    Niken dễ uốn và có thể được kéo thành dây. Nó còn chống ăn mòn ngay cả ở nhiệt độ cao, và do đó được sử dụng trong tuabin khí và động cơ tên lửa. Một ứng dụng quan trọng nữa của Niken là trong việc mạ kim loại, làm chất xúc tác công nghiệp, và làm xu. Một ứng dụng không thể thiếu ngày nay chính là pin Niken Hiđrua kim loại (NiMH). Loại pin này được sử dụng ngày càng phổ biến trong các loại xe hybrid vì sự nhỏ gọn, ổn định và tuổi thọ cao của chúng.
Các hợp kim
    Hầu hết Niken đều được dùng để tạo hợp kim, và trong số đó có nhiều hợp kim có những tính chất đáng kinh ngạc. Invar (viết tắt của invariable, nghĩa là bất biến) được cấu thành bởi 64% từ sắt và 36% từ Niken, và có khả năng không giãn nở khi tác động nhiệt. Nichrom là hợp kim của Niken và Crôm không bị oxi hóa ngay cả ở nhiệt độ bức xạ đỏ, và được sử dụng trong các thiết bị như máy nướng bánh mì và lò nướng. Monel là một hợp kim của Niken và Đồng mà có thể chống sự ăn mòn của nước biển, lý tưởng cho trục chân vịt và sử dụng trong nhà máy khử muối. Monel ngoài ra còn không chịu ảnh hưởng dưới các tác nhân axit. MM002 là Niken luyện với Coban/Tungsten/Crôm và được sử dụng cho lưỡi tuabin thế hệ mới được phát triển dưới dạng đơn tinh thể trong các khuôn đặc biệt.

    Một hợp kim đáng kể khác của Niken là với Nhôm: Niken Aluminide (Ni3Al). Hợp chất này khỏe hơn sắt không rỉ đến sáu lần và độ bền của nó càng được cường hóa khi tăng nhiệt độ. Hợp kim Nitinol (Niken/Titan) có khả năng “nhớ” hình thù trước đó của nó: gọng kính được làm từ Nitinol có thể bẻ cong và xoắn và khi thả ra vẫn sẽ trở lại hình dạng ban đầu của chúng.
Sinh học và sức khỏe
    Niken là nguyên tổ không thể thiếu đối với nhiều sinh vật và tác động đến sự sinh trưởng của chúng. Nó thậm chí cũng cấp thiết đối với con người, nhưng ta chỉ cần ít nhất 5 μg mỗi ngày. Lượng tiêu thụ hàng ngày rơi vào khoảng 150 μg và lượng trong mỗi cơ thể con người là khoảng 15 μg. Niken là một phần trong cấu trúc một số enzim: nó ở trong đậu sốt dưới dạng enzim Urease - trong đó, mỗi enzim chứa 12 nguyên tử Niken.


    Tuy vậy, Niken cũng có thể là mối nguy hại đến sức khỏe. Tiếp xúc gần các hợp kim chứa Niken có thể gây nên viêm da. Ngay cả Niken trong dây đeo đồng hồ, trang sức và gọng kính làm bằng sắt không rỉ đều có thể khiến cho ngứa da, hay còn được biết đến là “ngứa Niken”. Triệu chứng nó sẽ bị trầm trọng hơn hởi mồ hôi do axit tạo ra làm hòa tan một phần Niken.