《“渝”里相“锶”》之不可“锶”议

锶作为一种神奇的元素，凭借着独特的物理化学性质，在人类社会发展中发挥着不可思议的作用。小朋友口中甜甜的糖、空中燃放的美丽绯红烟火、战场上醒目的信号弹、电脑中精致的扬声器、卫星导航系统中精确的光晶格钟、实验室里神奇的光催化材料等都离不开锶。

 

 

直到19世纪初期，生产糖仍主要靠手工制作，效率低、产量小，对于普通人来讲，饴糖是一种昂贵的奢侈品。随着制糖工业的发展和机械化的推进，科学家们研发了用氢氧化锶提纯甜菜制糖的新工艺，大大提高了糖的产量。

 

 

使用氢氧化锶提纯甜菜制糖的工艺，主要是利用甜菜制糖时会产生一种含有50%糖的副产物—甜菜糖浆的特性。这些糖分可通过氢氧化锶与近沸腾的糖浆中的糖进行反应，生成难溶的锶糖酸盐化合物。经过滤后，再冷却经碳酸化作用将其还原为糖。

 

 

锶元素还有一种久经考验的应用，那便是它的红色火焰，也可以是绯红色、猩红色。早在第一次世界大战期间，锶被用于生产信号灯、烟花以及照明弹等。

 

 

 

如今，仍有30%的锶化合物（碳酸锶或其他锶盐可在焰火中形成深红色）被用于制造各种焰火。如果你看到紫色焰火，它们很可能含有锶盐，这是锶盐与发蓝光的铜盐结合后的效果。

 

 

20世纪后期，锶被广泛应用于制造彩色电视阴极射线管。得益于在吸收X射线方面的较强性能，碳酸锶被用于生产彩色电视显像管的荧光屏玻璃，这种含锶玻璃制成的显示器面板，能在不影响显像管透明度的情况下阻挡X射线辐射，具有防射线性能好、质量轻、图像清晰和变形小等优点。

 

 

 

截至2005年底，彩色显像管的生产量约占总需求量的75%，用作彩电玻壳制造的碳酸锶市场需求量占据了绝大部分。

但随着平板显示器取代阴极射线管，高清的液晶显示屏、等离子显示屏取代了传统的大头电视机，电视机显像管基本退出了历史舞台，全球对锶的需求收缩，锶行业的发展一度遭受挫折。

 

 

随着科学技术的迅猛进步，锶的新特性不断被发掘，比如锶能够显著提升电池性能、提升储能器件密度、改善锶铝合金性能、处理燃气动力机械尾气等，而逐步用于新兴产业、合金、光电、颜料、填料、油墨、锶釉陶瓷、电解锌、冶金等。

 

 

 

 

在我们的日常生活中，锶还有很多其他用途，如仿钻（钛酸锶）、夜光玩具（掺杂铕的铝酸锶）和脱敏牙膏（氯化锶）。

钛酸锶具有极高的折射率以及比钻石还高的光学色度，因此可用于各种光学领域。由于锶具有这一特性，因此它可被切割成宝石，尤其是作为钻石仿制品。然而，它质地非常软且易刮花，因此很少被使用。

 

 

铝酸锶可用作磷光体，发出的磷光可保持很长时间。

铌酸锶钡晶体可作为全息存储介质，还可作为“屏幕”用于室外3D全息显示。

脱敏牙膏主要利用锶的抗过敏特性，给少数对牙膏过敏的人群带来了福音。

 

 

锶在自然环境中有40多种同位素，可谓是一个大家族，它们都没有放射性，其中84Sr（读作锶八十四）、86Sr、87Sr、88Sr比较稳定。人造的放射性同位素只有14种，其中最常见的是90Sr，它被用于核反应中，由235U裂变时产生。国际原子能机构常用90Sr来检测某地是否进行过核试验。

以骨释人，寻骨觅踪：

锶同位素比值已经广泛应用于不同地质条件下示踪人类或动物迁徙行为的研究。考古工作者根据这一特性，运用它判断古代动物的发源地，研究古代动物的迁徙行为。

巧辨“洗澡蟹”：

2020年，中国科学技术大学的黄方教授研究团队采用同位素指纹法进行食品溯源，利用锶同位素检测追踪判断中华绒螯蟹的真实地理起源，识破用“洗澡蟹”（商家将普通蟹放到阳澄湖浸泡一段时间后打捞上来）冒充阳澄湖大闸蟹等市场欺诈行为。

 

 

随着社会的发展，人类活动对时间的度量越来越精准，从开始的日升日落、日晷，到水钟、沙漏、机械钟、石英钟，再到原子钟。误差由最初的小时、分钟，到机械钟的误差30s/d、石英钟的误差0.5s/d，再到铯原子钟的误差小于1s/600万年，已远远超过了我们的感受能力。

 

 

 

为什么科学家要将时间精确到这种程度呢？其实对于现代科技发展，精确的时间用处巨大。

比如，精密时间测量对于全球卫星导航系统具有重要作用。导航系统需要多颗导航卫星组网运行，每颗卫星上都放有特殊的高精确度的钟。这些钟将时间发送到地面，地面接收站根据所接收到的不同卫星的信号时间差，快速定位出地面的具体位置，实现实时定位。

光钟还可以用来探测引力波。引力波出现时会改变引力势，而引力势会改变光钟的频率。光钟的准度越高，越有利于探测引力波。此外，光钟在验证相对论、检验物理常数变化、发现暗物质等前沿物理领域都发挥着重要作用。

 

 

随着世界能源向清洁化方向转变，清洁能源发展势头迅猛。尤其是作为二次能源的氢能，因具有清洁、高效、安全、可贮运、可持续等优点，已被众多科学家认为是最理想的无污染的绿色“无碳”能源之一。

目前，常规的制氢方法为化石燃料制氢、电解水制氢等，但是由于化石燃料制氢过程中会排放大量的碳，造成环境污染；电解水制氢过程投入过高，难以实现大规模生产，因此科学家一直梦想着有一种更为环保、高效的制氢方法。经过近50年的探索，科学家正在积极探索利用太阳能分解水来获得氢能源（光解水制氢），以解决人类面临的能源危机。如果可以实现高效且低成本的光解水制氢，那么我们将会实现新能源的又一次科技革命！

 

 

锶的化合物钛酸锶由于具有较强的氧化还原和环境友好特性，被认为是一种极具应用前景的光催化材料。虽然目前该项研究仍处于实验阶段，在实际中的应用比较少，但是一旦取得突破，将会在光解水制氢的光催化领域得到广泛应用。