Թուլիումի լազեր՝ նվազագույն ինվազիվ պրոցեդուրայով

Թուլիում, պարբերական համակարգի 69-րդ տարր։

Թուլիումը՝ հազվագյուտ հողային տարրերի նվազագույն պարունակությամբ տարրը, հիմնականում գոյակցում է Գադոլինիտի, Քսենոտիմի, սև հազվագյուտ ոսկու հանքաքարի և մոնազիտի այլ տարրերի հետ։

Թուլիումի և լանթանիդի մետաղական տարրերը սերտորեն գոյակցում են բնության մեջ չափազանց բարդ հանքաքարերում: Իրենց շատ նման էլեկտրոնային կառուցվածքների պատճառով նրանց ֆիզիկական և քիմիական հատկությունները նույնպես շատ նման են, ինչը բավականին դժվարացնում է արդյունահանումը և տարանջատումը:

1879 թվականին շվեդ քիմիկոս Քլիֆը նկատեց, որ էրբիումային հողի ատոմային զանգվածը հաստատուն չէ, երբ նա ուսումնասիրեց մնացած էրբիումային հողը իտերբիումային հողը և սկանդիումային հողը բաժանելուց հետո, ուստի նա շարունակեց առանձնացնել էրբիումային հողը և վերջապես առանձնացրեց էրբիումային հողը, հոլմիումային հողը և տուլիումի հող.

Մետաղական տուլիումը՝ արծաթագույն սպիտակ, ճկուն, համեմատաբար փափուկ, կարելի է կտրել դանակով, ունի հալման և եռման բարձր ջերմաստիճան, օդում հեշտությամբ չի կոռոզիայիցվում և կարող է երկար ժամանակ պահպանել մետաղի տեսքը։ Շնորհիվ հատուկ արտամիջուկային Էլեկտրոնային թաղանթի կառուցվածքի, թուլիումի քիմիական հատկությունները շատ նման են այլ լանթանիդի մետաղական տարրերի հատկություններին: Այն կարող է լուծարվել աղաթթվի մեջ՝ ձևավորելով մի փոքր կանաչ գույնԹուլիում (III) քլորիդ, և օդում այրվող մասնիկների պատճառով առաջացած կայծերը կարելի է տեսնել նաև շփման անիվի վրա։

Թուլիումի միացություններն օժտված են նաև լյումինեսցենտային հատկություններով և կարող են ուլտրամանուշակագույն լույսի ներքո արձակել կապույտ ֆլյուորեսցենտ, որը կարող է օգտագործվել թղթային արժույթի համար կեղծարարության դեմ պիտակներ ստեղծելու համար: Թուլիումի ռադիոակտիվ իզոտոպը thulium 170-ը նաև արդյունաբերական ճառագայթման ամենատարածված չորս աղբյուրներից մեկն է և կարող է օգտագործվել որպես բժշկական և ատամնաբուժական կիրառությունների ախտորոշիչ գործիք, ինչպես նաև մեխանիկական և էլեկտրոնային բաղադրիչների թերությունների հայտնաբերման գործիքներ:

Թուլիումը, որը տպավորիչ է, տուլիումի լազերային թերապիայի տեխնոլոգիան է և ոչ ավանդական նոր քիմիան, որը ստեղծվել է իր հատուկ արտամիջուկային էլեկտրոնային կառուցվածքի շնորհիվ:

Թուլիումով պատված իտրիումի ալյումինե նռնաքարը կարող է լազեր արձակել 1930-2040 նմ ալիքի երկարությամբ: Երբ այս ժապավենի լազերը օգտագործվում է վիրահատության համար, ճառագայթման վայրում արյունը արագ կմակարդվի, վիրահատական ​​վերքը փոքր է, իսկ հեմոստազը լավ է: Հետևաբար, այս լազերը հաճախ օգտագործվում է շագանակագեղձի կամ աչքերի նվազագույն ինվազիվ պրոցեդուրաների համար: Այս տեսակի լազերային ցածր կորուստ է ունենում մթնոլորտում հաղորդման ժամանակ և կարող է օգտագործվել հեռահար զոնդավորման և օպտիկական հաղորդակցության մեջ: Օրինակ, լազերային հեռաչափը, կոհերենտ դոպլեր քամու ռադարը և այլն, կօգտագործեն թուլիումով լազերային մանրաթելային լազերի արձակած լազերը:

Թուլիումը մետաղի շատ հատուկ տեսակ է f տարածաշրջանում, և f շերտում էլեկտրոնների հետ բարդույթներ ստեղծելու նրա հատկությունները գերել են բազմաթիվ գիտնականների։ Ընդհանուր առմամբ, լանթանիդային մետաղական տարրերը կարող են առաջացնել միայն եռավալենտ միացություններ, սակայն թուլիումը այն սակավաթիվ տարրերից է, որը կարող է առաջացնել երկվալենտ միացություններ:

1997թ.-ին Միխայիլ Բոչկալյովը առաջ քաշեց ռեակցիաների քիմիան՝ կապված լուծույթում երկվալենտ հազվագյուտ հողային միացությունների հետ, և պարզեց, որ երկվալենտ թուլիում (III) յոդիդը կարող է աստիճանաբար վերածվել դեղնավուն եռավալենտ տուլիումի իոնի որոշակի պայմաններում: Օգտագործելով այս հատկանիշը՝ թուլիումը կարող է դառնալ օրգանական քիմիկոսների համար նախընտրելի վերականգնող նյութը և կարող է պատրաստել մետաղական միացություններ հատուկ հատկություններով այնպիսի հիմնական ոլորտների համար, ինչպիսիք են վերականգնվող էներգիան, մագնիսական տեխնոլոգիաները և միջուկային թափոնների մշակումը: Ընտրելով համապատասխան լիգանդներ՝ թուլիումը կարող է նաև փոխել կոնկրետ մետաղական ռեդոքս զույգերի պաշտոնական ներուժը: Սամարիում (II) յոդիդը և նրա խառնուրդները, որոնք լուծարվել են օրգանական լուծիչներում, ինչպիսին է տետրահիդրոֆուրանը, օրգանական քիմիկոսների կողմից օգտագործվել են 50 տարի շարունակ մի շարք ֆունկցիոնալ խմբերի էլեկտրոնի վերականգնողական ռեակցիաները վերահսկելու համար: Թուլիումը նույնպես ունի նմանատիպ բնութագրեր, և նրա լիգանդի կարողությունը կարգավորել օրգանական մետաղական միացությունները ապշեցուցիչ է: Համալիրի երկրաչափական ձևի և ուղեծրի համընկնումը կարող է ազդել որոշ ռեդոքս զույգերի վրա: Այնուամենայնիվ, որպես հազվագյուտ հողային տարր, տուլիումի բարձր արժեքը ժամանակավորապես խանգարում է նրան փոխարինել սամարիումին, սակայն այն դեռևս մեծ ներուժ ունի ոչ սովորական նոր քիմիայում: