Галлий — металл, который тает у вас в руке

Большинство металлов относятся к плавлению как к серьёзному событию, для которого нужны печь, защитное снаряжение и немалое терпение. Галлий — не большинство металлов. По данным Королевского химического общества, он плавится при 29,7646 градуса Цельсия. Нормальная температура человеческого тела — около 37 градусов, поэтому кусочек галлия в руке плавится. Подержите твёрдый кусочек на раскрытой ладони, и он медленно осядет в маленькую мерцающую серебристую лужицу.

И это лишь половина его странного диапазона. Королевское химическое общество отмечает, что закипает он лишь намного выше 2000 градусов Цельсия, поэтому у него самый широкий диапазон жидкого состояния среди всех известных веществ. Металл, который становится жидким у вас в руке, остаётся жидким в таком диапазоне температур, который уничтожил бы почти всё остальное. Есть у него и привычка, свойственная очень немногим веществам: как и вода, при замерзании он расширяется. Королевское химическое общество указывает, что твёрдый галлий даже плавает в жидком — как лёд в воде.

Галлий предсказали раньше, чем нашли. Королевское химическое общество рассказывает, что русский химик Дмитрий Менделеев заранее предсказал неоткрытый элемент, который должен был стоять в его периодической таблице под алюминием, и назвал его экаалюминием. В 1875 году французский химик Поль Эмиль Лекок де Буабодран открыл его с помощью спектроскопии. Королевское химическое общество добавляет, что он заметил новую фиолетовую линию в спектре цинка из руды, добытой в Пиренеях. Название происходит от латинского названия Франции — Галлия, хотя общество указывает на изящный каламбур: фамилия Лекок означает «петух», а по-латыни петух — «галлус».

При всей своей театральности для одного металла галлий опасен. Жидкий галлий очень легко смачивает поверхности, и группа материаловедов Кембриджского университета показывает, что это делает с алюминием: галлий проникает в границы между кристаллическими зёрнами металла и раздвигает их — это называется жидкометаллическим охрупчиванием. Поэтому рядом с алюминием с ним нужно обращаться осторожно. Что касается людей, Королевское химическое общество называет галлий нетоксичным и не играющим известной биологической роли — выгодное отличие от ртути, самого известного жидкого металла.

А ещё галлий выполняет очень взрослую работу. По данным Геологической службы США, на интегральные схемы приходится 73 процента галлия, используемого в США, а на такие устройства, как светодиоды, лазерные диоды и солнечные элементы, — ещё 26 процентов. Арсенид и нитрид галлия используют в быстродействующих схемах и в синих и фиолетовых светодиодах, а Королевское химическое общество называет среди его применений красные, синие и зелёные светодиоды, мобильные телефоны и технологию оптических дисков высокой плотности. Солнечные элементы на арсениде галлия, добавляет общество, гораздо эффективнее обычных кремниевых. Большую часть галлия, добавляет служба, извлекают как побочный продукт переработки бокситов — руды алюминия; меньшая доля приходится на цинковые руды.

Так что металл, который тает у вас на ладони, заодно трудится — твёрдый и надёжный — внутри множества окружающих вас устройств. Твёрдым в телефоне он остаётся лишь потому, что телефон обычно прохладнее вас.