نقره با قابلیت کاربری فراوان
نقره يك عنصر شيميايي با علامت شيميايي "Ag" و عدد اتمي 47 مي‌باشد، كه فلزي نرم، سفيد، درخشان و رسانا به شمار مي‌آيد. نقره داراي بالاترين خاصيت رسانايي الكتريسته و حرارتي در مقايسه با ديگر فلزات مي‌باشد. اين فلز به شكل خالص و طبيعي، به صورت آلياژ در تركيب با طلا(الكتروم) و ديگر فلزات يا مواد معدني ديگر نظير "آرجنتيت Argentite" و كلريد نقره Ag C1 يافت مي‌شود. بخش اعظم نقره به صورت محصول فرعي فرايند تصفيه‌ي مس، طلا، سرب و قلع به دست مي‌آيد.
نقره از دوران باستان به عنوان فلزي گران‌بها به منظور ساخت زيورآلات، جواهرات، ظروف گران‌بها و مسكوكات مورد استفاده قرار مي‌گرفته است. امروزه، از اين فلز به عنوان ماده‌اي با خاصيت رسانايي الكتريسته در آينه‌ها و كاتاليزورهاي واكنش‌هاي شيميايي و از تركيبات آن در فيلم‌هاي عكاسي و محلول‌هاي رقيق كننده‌ي نيترات نقره استفاده مي‌شود. ديگر تركيبات نقره به عنوان ماده‌ي ضدعفوني‌كننده مورد استفاده قرار مي‌گيرند. با وجود آن‌كه استفاده از آنتي‌بيوتيك‌ها تا حدود زيادي جايگزين خواص ضد ميكروبي نقره شده است اما مي‌بايست تحقيقات بيشتر به منظور مطالعه‌ي پيشرفت‌هاي باليني حاصل شده صورت گيرد.
ويژگي‌هاي نقره
نقره بسيار شكل‌پذير، نرم و چكش‌خوار (اندكي سخت‌تر از طلا)، عنصري تك ظرفيتي با درخشش بالا و داراي قابليت پرداخت بسيار است. خاصيت رسانايي الكتريكي آن از تمامي فلزات حتي از مس هم بالاتر است، اما به دليل قيمت بالا و تشكيل لايه‌ي اكسيد بر روي آن، اين فلز به اندازه‌ي مس در صنايع الكتريكي مورد استفاده قرار نمي‌گيرد. در جنگ جهاني دوم به علت كمبود مس، 13،540 تن از اين فلز به منظور غني‌سازي اورانيوم در الكترومغناطيس‌ها مورد استفاده قرار گرفت. نمونه قابل ذكر ديگر، كاربرد اين فلز در كابل‌هاي بسيار گران‌بها در محصولات صوتي است.
در بين فلزات، نقره‌ي خالص داراي بالاترين خاصيت رسانايي گرمايي است(غير فلزاتي نظير الماس و ابر سيال هليوم Π(ماده‌اي با قدرت هدايت فوق‌العاده) داراي خاصيت رسانايي گرمايي بالاتري هستند.) نقره همچنين داراي پايين‌ترين مقدار مقاومت كنتاكت مي‌باشد. نقره در هوا و آب خالص به حالت پايدار است اما در صورت وجود ازن يا سولفيدهيدروژن لايه‌اي مشكي از سولفيد نقره بر روي آن تشكيل مي‌شود. اين ماده را مي‌توان به كمك اسيد هيدروكلريك رقيق از سطح آن پاك كرد.
تركيبات نقره
فلز نقره به آساني در اسيد نيتريك(HNO3) حل مي‌شود و نيترات نقره(AgNo3)، كريستالي جامد و شفاف پديد مي‌آيد كه در برابر نور حساس و داراي قابليت بالاي انحلال در آب است. نيترات نقره، نقطه‌ي آغاز ساخت بسياري از ديگر تركيبات نقره نظير داروهاي ضد عفوني و رنگ زرد مورد استفاده در شيشه‌هاي رنگي مي‌باشد. فلز نقره با اسيد سولفوريك واكنش نشان نمي‌دهد در نتيجه از اين اسيد در جواهرسازي به منظور زدودن اكسيد مس از روي قطعات ساخته شده استفاده مي‌شود. اين ماده هنگام لحيم‌كاري يا سرد و گرم كردن فلز بر روي آن تشكيل مي‌شود. اين در حالي است كه، نقره به سهولت با سلفور يا سولفيد هيدروژنH2S واكنش نشان مي‌دهد و سولفيد نقره كه تركيبي تيره رنگ است را پديد مي‌آورد اين تركيب به طور معمول بر روي سكه‌ها و اشياء نقره قابل رؤيت است. هنگامي‌كه اتصالات الكتريكي نقره در محيطي داراي سولفيد هيدروژن مورد استفاده قرار مي‌گيرند، سولفيد نقره موجب شكل‌گيري ويسكرهاي نقره مي‌شود. ويسكرهاي نقره، رشته‌هايي با ساختار بلوري كامل و اغلب بدون نقص هستند. اين امر باعث مي‌شود كه استحكام آن‌ها در برابر تنش به استحكام تئوري به دست آمده از مكانيك‌هاي محيط‌هاي پيوسته نزديك باشد. لازم به ذكر است كه از "يديد نقره Silver iodide" به منظور بارورسازي ابرها و توليد باران استفاده مي‌شود.
كاربردهاي نقره
فلز گران‌بها:
شرح تصوير الهه‌ي "مينرو Minerva" يا همان آتنا كه يكي از خدايان جهان باستان در روم بود بر روي بشقاب نقره، متعلق به قرن اول قبل از ميلاد مسيح. يكي از كاربردهاي نقره، استفاده از آن به عنوان فلز گران‌بها مي‌باشد كه از ديرباز تاكنون به منظور ساخت اشياي قيمتي مورد استفاده قرار مي‌گرفته و نشانگر ثروت و جايگاه دارنده‌ي آن بوده است.
پول
نقره، البته به شكل الكتروم كه آلياژ طبيعي طلا و نقره است حدود 700 سال قبل از ميلاد مسيح در كشور ليديه به صورت سكه ضرب مي‌شد.
پس از آن، نقره تصفيه شد و به شكل خالص مورد استفاده قرار گرفت. بسياري از ملل از نقره به عنوان واحد اصلي ارزش پولي خود استفاده مي‌كردند.
در دنياي مدرن، شمش نقره داراي كد پولي ايزو 4217، ايكس اي جي XAG مي‌باشد.
واحد پولي انگليس "پوند" بيانگر اين حقيقت است كه اين نام در اصل نشانگر بهاي يك اونس نقره‌ي استرلينگ بوده است.
در دهه‌ي 1800، بسياري از ملل نظير انگليس و ايالات متحده امريكا ارزش پولي خود را از نقره به طلا تغيير دادند.
جواهرات نقره‌ي استرلينگ به طور معمول با لايه‌ي نازكي از نقره‌ي 999 مرغوب به منظور درخشش بيشتر آبكاري مي‌شوند
. اين فرايند "درخشش" ناميده مي‌شود. همچنين اين احتمال وجود دارد كه جواهرات نقره با لايه‌اي از "روديوم Rhodium" يا طلا آبكاري شوند. نقره از اجزاي تشكيل دهنده‌ي اكثر آلياژهاي رنگي طلا و لحيم‌هاي طلاست و به آلياژها حالت كم‌رنگ‌تر و مقاوم‌تر مي‌بخشد. طلاي سفيد با عيار 9 داراي 5/ 92 درصد نقره و 5/ 37 درصد طلا و طلاي 22 عيار تنها داراي 4/ 8 درصد نقره يا مس مي‌باشد.
بر خلاف آهنگري، يك نقره‌ساز، فلز را هنگامي‌كه سرخ رنگ و داغ است شكل نمي‌دهد، در عوض در دماي اتاق با ضربات آهسته چكش، اين كار را انجام مي‌دهد. اساس كار نقره‌سازي صاف كردن سطح فلز و تبديل آن به شي مفيد به كمك چكش‌هاي متفاوت است. با وجود آن‌كه تخصص نقره‌كاران در كار با نقره است اما اين افراد به طور معمول با ديگر فلزات نظير طلا، مس، استيل و برنج كار مي‌كردند. آن‌ها سازنده‌ي انواع جواهرات، ظروف نقره، گلدان و ديگر قطعات هنري هستند. از آنجايي‌كه نقره فلزي چكش‌خوار است، نقره‌كاران در انتخاب شيوه‌ي كار خود آزاد هستند. از لحاظ تاريخي به نقره‌سازان، طلاساز نيز گفته مي‌شده است و به طور معمول داراي يك اتحاديه و صنف بوده‌اند. در كانادا اتحاديه‌ي خاص براي نقره‌سازان وجود ندارد، اما آموزش اين رشته به صورت حرفه‌اي در كالج‌ها صورت مي‌گيرد.
با وجود آن‌كه نقره از طلا ارزان‌تر است، همچنان فلزي با ارزش به شمار مي‌آيد. جواهرسازان تازه‌كار كه استطاعت خريد و كار با طلا را ندارند يا در حال سپري كردن دوران كارآموزي خود هستند از اين فلز استفاده مي‌كنند. در حال حاضر نقره بسيار مورد توجه است و در بسياري از قطعات جواهر هنري مورد استفاده قرار مي‌گيرد. در گذشته نقره‌سازان بيشتر به ساخت ظروف نقره نظير كارد و چنگال، كاسه و شعمدان مي‌پرداختند اما امروزه نقره‌سازان بيشتر به ساخت جواهرات مي‌پردازند و تعداد اندكي از ظروف نقره، دست‌ساز هستند. لازم به ذكر است كه برخي آلات موسيقي گران‌بها نظير فلوت از نقره‌ي استرلينگ ساخته مي‌شوند.
دندانپزشكي
از تركيب نقره، جيوه، قلع و ديگر فلزات در دماي اتاق مي‌توان آلياژي به نام "آمالگام Amalgam"، تهيه كرد كه به منظور پركردن دندان مورد استفاده قرار مي‌گيرد. براي تهيه‌ي آمالگام دندانپزشكي، مخلوطي از پودر نقره و ديگر فلزات با جيوه مخلوط مي‌شوند تا خميري محكم، متناسب با سوراخ دندان تهيه شود. آمالگام دندانپزشكي ظرف چند دقيقه سختي اوليه را به خود مي‌گيرد و طي چند ساعت به طور كامل سخت مي‌شود.
عكاسي و صنايع الكترونيك
در سال 1998، حدود 98/ 30 درصد از كل نقره‌ي توليد شده به شكل نيترات نقره در عكاسي مورد استفاده قرار گرفت. در سال 2001، حدود 47/ 23 درصد نقره در عكاسي استفاده شد. اين در حالي است كه 30/ 20 درصد در جواهرسازي، 51/ 38 درصد مصارف صنعتي و تنها 5/ 3 درصد در توليد مسكوكات مورد استفاده قرار گرفت. كاربرد نقره در عكاسي به دليل پيدايش دوربين‌ها و عكاسي ديجيتال به شدت كاهش يافت. در سال 2007، از حدود 5/ 894 ميليون اونس نقره‌ي مصرفي، تنها 3/ 128 ميليون اونس(3/ 14 درصد) در بخش عكاسي مورد استفاده قرار گرفت. ميزان كلي نقره‌ي مصرفي در سال 2007 در بخش عكاسي در مقايسه با سال 1998 برابر با 50 درصد مي‌باشد.
به دليل خاصيت رسانايي بسيار بالا، از نقره در برخي محصولات الكتريكي و الكترونيكي، حتي با وجود زنگار بستن استفاده مي‌شود. طي جنگ جهاني دوم، به دنبال كمبود مس دولت دستور استفاده از نقره‌هاي موجود در خزانه براي ساخت رساناهاي مورد نياز را صادر كرد و پس از پايان جنگ، دو مرتبه به خزانه باز گردانده شد.
لحيم‌كاري
از نقره براي آلياژهاي لحيم‌كاري، اتصالات الكتريكي و باتري‌هاي نقره- روي و نقره- كادميوم گران قيمت استفاده مي‌شود. كاربرد لايه‌هاي نازكي از نقره بر روي سطوح اتكا، به ميزان قابل توجهي مقاومت در برابر سايش را بالا مي‌برد و از فرسايش سطوح به خصوص در برابر استيل مي‌كاهد.
آينه و اپتيك‌ها
در آينه‌هايي كه مي‌بايست خاصيت انعكاس بالايي داشته باشند طي فرايندي به نام نقره‌كاري از اين فلز استفاده مي‌شود. اين در حالي است كه در آينه‌هاي معمولي آلومينيوم مورد استفاده قرار مي‌گيرد. به وسيله‌ي فرايندي به نام "كاتد پراني Sputtering"، نقره( و برخي اوقات طلا) را مي‌توان بر روي شيشه، در ضخامت‌هاي متفاوت به كار برد، با اين عمل به ميزان مشخصي از نور اجازه‌ي عبور از سطح شيشه داده مي‌شود. به طور معمول اپتيك‌هاي تخصصي با لايه‌اي از نقره پوشانده مي‌شوند. اين در حالي است كه در شيشه‌هاي معماري و شيشه‌هاي اتومبيل از كاتد پراني آلومينيوم استفاده مي‌شود كه ارزان‌تر و در برابر فرسايش و كدر شدن مقاوم‌تر مي‌باشد.
راكتورهاي هسته‌اي
از آنجايي‌كه نقره به سهولت نوترون‌هاي آزاد را جذب مي‌كند، به طور معمول در ساخت ميله‌ي كنترل مورد استفاده قرار مي‌گيرد (ميله يا صفحه‌اي در هسته‌شناسي كه حاوي موادي است كه نوترون‌ها را به سرعت جذب مي‌كند) كه واكنش زنجيره‌اي هسته‌اي را در راكتورهاي آبي فشرده تنظيم مي‌كند. در اين مورد نقره به طور معمول به صورت آلياژ شامل 80 درصد نقره و 15 درصد اينديوم Indium و 5 درصد كادميوم استفاده مي‌شود.
كاتاليزور
خواص كاتاليزوري نقره، آن را به منظور استفاده به عنوان كاتاليزور در واكنش‌هاي اكسيداسيون به عنصري ايده‌آل تبديل كرده است. شايد نقره تنها كاتاليزور موجود باشد كه امروزه به منظور تبديل اتيلن به اكسيد اتيل مورد استفاده قرار مي‌گيرد، اين واكنش از لحاظ صنعتي بسيار حائز اهميت است كه واكنش صنعتي حائز اهميتي به شمار مي‌آيد. در مقايسه با ديگر گازهاي موجود در هوا، اكسيژن به سهولت در نقره حل مي‌شود. تلاش‌هايي در راستاي ساخت غشايي از جنس نقره به ضخامت يك لايه صورت گرفته است كه به طور احتمالي از اين غشا به منظور فيلتر كردن اكسيژن خالص موجود در آب و هوا استفاده مي‌شود.
پزشكي
تركيبات و يون‌هاي نقره تاثيرات سمي بر روي برخي باكتري، ويروس، جلبك و قارچ‌ها مي‌گذارند كه جزء ويژگي‌هاي معمول فلزات سنگين نظير سرب يا جيوه است، اما نقره هيچ‌گونه تاثير سمي جدي بر روي بدن انسان از خود به جا نمي‌گذارد. خاصيت ميكروب كشي نقره، بسياري از ارگانيسم‌هاي ميكروبي را در داخل بدن از بين مي‌برد، اما آزمايش و استانداردسازي محصولات نقره، كاري دشوار مي‌باشد.
بقراط، پدر علم پزشكي نوين، در كتاب‌هايش نوشته است كه نقره داراي خواص درماني و ضد بيماري است، همچنين مردم فينيقيه آب، سركه و ديگر نوشيدني‌ها را به منظور محافظت در برابر فاسد شدن در بطري‌هاي نقره ذخيره مي‌كردند. اوايل دهه‌ي 1900 مردم سكه‌هاي نقره را در داخل بطري‌هاي شير قرار مي‌دادند تا بر مدت زمان ماندگاري شير بيافزايند. خواص ميكروب‌كشي نقره منجر به افزايش ارزش ظروف و جواهرات نقره شد. چگونگي فرايند ميكروب‌كشي نقره با وجود ارائه برخي نظريه‌ها هنوز به طور دقيق مشخص نشده است. يكي از اين ويژگي‌ها، خاصيت اوليگوديناميك ناميده مي‌شود كه تاثير نقره بر روي ميكروارگانيسم‌ها را توضيح مي‌دهد اما قادر به توضيح خواص ضد ويروسي نمي‌باشد.
در جنگ جهاني اول، پيش از اختراع آنتي‌بيوتيك‌ها، از تركيبات نقره به منظور جلوگيري از عفونت استفاده مي‌شد. محلول نيترات نقره يكي از درمان‌هاي استاندارد به شمار مي‌آمد كه بعدها "سولفاديازين نقره Silver Sulfadiazine" (پماد اس اس دي SSD Cream) تا حدود زيادي جايگزين آن شد. اين پماد تا اواخر دهه‌ي 1990 به طور كلي شيوه‌ي درماني متداول به منظور مداواي سوختگي‌هاي جدي بود. با كشف آنتي‌بيوتيك‌هاي جديد استفاده‌ي گسترده از نقره منسوخ شد. اين در حاليست كه به تازگي، خواص ميكروب‌كشي نقره دو مرتبه مورد توجه بسيار قرار گرفته است.
مواد غذايي
در حال حاضر، نقره در صورتي‌كه به طور خوراكي وارد بدن شود موجب تجمع مواد سرطان‌زا مي‌شود و در نتيجه استفاده از آن در مواد خوراكي توصيه نمي‌شود. در هند و پاكستان، مواد غذايي، به خصوص شيريني‌جات، با لايه نازكي از نقره پوشانده مي‌شوند. كاربرد نقره در مواد غذايي در گروه افزودني‌هاي رنگي طبقه‌‌بندي مي‌شود. در اين صنعت نقره تنها به عنوان پوشش خارجي به منظور تزيين شكلات‌ها مورد استفاده قرار مي‌گيرد. در استراليا استفاده از نقره به عنوان افزودني خوراكي ممنوع مي‌باشد.
پوشاك
از جمله خواص نقره مي‌توان به مواردي نظير خاصيت از بين بردن باكتري‌ها و قارچ‌ها، به حداقل رساندن بو (بوي نامطبوع) و مبارزه با عفونت‌هاي باكتريايي و قارچي اشاره كرد. در پوشاك، تركيبي از نقره و مواد جاذب رطوبت مي‌تواند به كاهش تاثيرات مضر نگهداري پوشاك در محيط‌هاي مرطوب كمك كند.
نقره در پوشاك به دو روش اصلي مورد استفاده قرار مي‌گيرد:
• برقراري پيوند بين يون‌هاي نقره و پليمرهاي سازنده‌ي الياف پارچه (نانو فناوري)
• نقره اندود كردن الياف پارچه
درهر دو مورد، نقره مانع رشد و فعاليت باكتري‌ها و قارچ‌ها مي‌شود.
كاربرد نقره به منظور مقابله با عفونت به يونان باستان و روم بازمي‌گردد، اين فلز به طور مجدد در قرون وسطي كشف شد و براي اهداف متفاوت نظير ضد عفوني كردن آب و غذا هنگام انبار كردن، در درمان سوختگي و زخم‌ها به صورت پانسمان، مورد استفاده قرار گرفت. در قرون نوزدهم، ملوانان سكه‌هاي نقره را به منظور تصفيه داخل شبكه‌هاي آب و ديگر آشاميدني‌ها قرار مي‌دادند. در دهه‌ي 1920 كاربرد محلول‌هاي نقره به عنوان ماده‌ي ضد باكتري مورد تاييد قرار گرفت. امروزه، كاربرد باندهاي پانسمان، حاوي نقره مرسوم و همچنين استفاده از آن در چسب زخم‌ها نيز توصيه شده است.
پيشگيري
نقره هيچ نقش بيولوژيكي طبيعي در بدن ايفا نمي‌كند و در خصوص خواص احتمالي درماني آن ترديد وجود دارد. نقره به خودي خود سمي نمي‌باشد اما اكثر نمك‌هاي نقره سمي و برخي سرطان‌زا هستند. نقره و تركيبات حاوي نقره(كلوئيد نقره) داراي قابليت جذب در سيستم گردش خون و ذخيره شدن در بافت‌هاي متفاوت بدن مي‌باشند كه ممكن است منجر به ابتلا به "نقره‌زدگي Argyria" شود. با وجود آن‌كه اين شرايط بر روي سلامتي كلي فرد تاثير چنداني ندارد اما دائمي مي‌باشد.
استخراج:
نقره به طور معمول به صورت آلياژ با طلا و يا در تركيب با سولفور، ارسنيك، آنتيموان (Sb) يا كلرين يافت مي‌شود. منابع اصلي نقره، سنگ معدن مس، نقره، نيكل، سرب و سرب-قلع به‌دست آمده از مكزيك، چين، استراليا، شيلي، لهستان و سيبري مي‌باشند. مكزيك و پرو استخراج نقره را از سال 1546 آغاز كرده‌اند و همچنان از توليدكنندگان اصلي جهان به شمار مي‌آيند. برترين معادن توليد نقره شامل "فرس نيلو Fresnillo"(مكزيك)، "كانينگتون Cannington" (استراليا)، "دوكات Dukat" (روسيه)، "آچوچاكوا Uchucchacua"، (پرو) و معدن "گرينز كريك Greens Creek"(آلاسكا) مي‌شوند.
اين فلز را مي‌توان همچنين از فرايند تصفيه‌ي مس به شيوه‌ي الكتروليت به دست آورد. درجه خلوص نقره‌ي مرغوب تجاري 9/ 99 درصد است، نقره‌ي خالص‌تر با عيار 999/ 99 درصد نيز يافت مي‌شود. سال 2007، طي مطالعات زمين‌شناسي،پرو و پس از آن مكزيك بزرگ‌ترين توليدكنندگان نقره به‌شمار مي‌آمدند.
پاورقي:
ليديه Lydia: منطقه‌اي باستاني در غرب آناتولي كه با استان‌هاي امروزي ازمير و مانيسا در تركيه مطابقت دارد. پايتخت آن شهر "سارد" بود، اين كشور ثروتمندترين كشور منطقه‌ي آسياي كوچك به شمار مي‌آمد. كوروش كبير به ليديه حمله كرد و سارد را در سال 546 ق.م. تصرف كرد. با فتح اين شهر به عمر پادشاهي بزرگ ليدي پايان داده شد. در قرن هفتم ب.م. يونانيان اين سرزمين را تصرف كردند و با ايران همسايه شدند. آن‌ها شهرهاي مهمي از جمله بيزانس يا استانبول فعلي را بنيان نهادند.
واكنش زنجيره‌اي هسته‌اي:فرايندي است كه در آن نوترون‌ها ناشي از شكافت هسته‌اي (فرايندي كه در آن يك اتم سنگين مانند اورانيوم به دو اتم سبك‌تر تبديل مي‌شود) باعث شكافت هسته‌اي اتم‌ها مي‌شوند.
راكتور آبي فشرده:
معروف به راكتورهاي PWR، يكي از نخستين انواع راكتورهاي صنعتي انرژي هسته‌اي در جهان است. اين راكتورها به طور معمول در فشارهاي آبي بالا(مانند 15 مگاپيكسل) كار مي‌كنند. از آنجايي‌كه آب درون اين سيستم‌ها به صورت بخار نيست، راكتور احتياج به مبادله‌گرهاي گرمايي جهت توليد انرژي دارد لذا بازده اين نوع راكتورها بين 32 تا 33 درصد تخمين زده مي‌شود.
اينديوم In: از عناصر جدول تناوبي، با عدد اتمي 49 كه به رنگ خاكستري نقره‌اي و داراي حالت استاندارد جامد مي‌باشد.
خاصيت اليگوديناميك: در سال 1893 توط گياه‌شناسي سوئيسي، به عنوان خاصيت سمي يون‌هاي فلزات بر روي سلول، جلبك، قارچ، هاگ و ويروس‌ها كشف شد. يون‌هاي فلزاتي نظير جيوه، نقره، مس، آهن، سرب، قلع، طلا، آلومينيوم و ديگر فلزات داراي خاصيت ميكروب‌كشي مي‌باشند.
نقره‌زدگي: مسموميت با نقره، كه بر اثر مجاورت با نمك‌هاي نقره يا خاك نقره پديد مي‌آيد. يكي از علائم بارز نقره‌زدگي مزمن، آبي مايل به خاكستري شدن پوست و اعضاي داخلي است. اين اعتقاد وجود دارد كه اين عارضه دائمي باشد اما گفته شده است كه در برخي موارد درمان به كمك اشعه‌ي ليزر مفيد مي‌باشد.