Ngôi làng kỳ lạ được coi là “thủ đô” của những chất quý hiếm nhất trên hành tinh

Bốn trên mười chất cực kì hiếm của hành tinh đã được tìm thấy ngôi làng này và vì thế người ta không ngại mà nói rằng đây là “thủ đô” của những chất quý hiếm

Trong bảng tuần hoàn hóa học, có mười chất là Yttrium, Ytterbium, Terbium, Erbium, Gadolinium, Thulium, Scandium, Holmium, Dysprosium, Lutetium đều sở hữu một đặc điểm chung. Đó là chúng đều được tìm thấy từ một mẫu quặng đá duy nhất khai quật ở một mỏ kim loại cũ kĩ trong một ngôi làng nhỏ có tên Ytterby nằm trên đảo Resar (Thụy Điển).

Tất cả các chất hóa học trên đều rất hiếm có và cực kì khó chiết xuất. Các nhà khoa học và hóa học đã phải mất hàng chục năm để khám phá và nghiên cứu toàn bộ số đó. Trong đó, ít nhất 4 nguyên tố đã được đặt theo tên ngôi làng Yttrium (Y), Erbium (Er), Terbium (Tb), and Ytterbium (Yb).

Tại hòn đảo Resar của Thụy Điển, ngôi làng Ytterby khiêm tốn sở hữu số lượng chất quý hiếm đáng kinh ngạc.

Lịch sử đã ghi danh ngôi làng nhỏ bé Ytterby của Thụy Điển lần đầu tiên vào năm 1787, khi một trung úy quân đội kiêm nhà hóa học Carl Axel Arrhenius khám phá ra một mẫu đá quặng màu đen nặng bất thường trong một mỏ đá cũ gần làng. Arrenhus đã đặt tên mẫu quặng này là Ytterbite và gửi nó đến nhiều nhà hóa học khác để phân tích, với hi vọng đây chính là một loại vật liệu mới được khám phá tương tự như vonfram.

Johan Gadolin, một nhà hóa học người Phần Lan tại Đại học bo, đã xác định được nguyên tố quý hiếm đầu tiên từ mẫu đá của Arrhenius vào năm 1789. Nguyên tố này đã được gọi là Yttrium (Y). Trong hơn 100 sau, người ta đã tìm thấy tận 9 nguyên tố nữa từ mỗi mẫu đá này.

Vào năm 1843 Carl Gustav Mosander đã phát hiện thấy Ytterbite thực chất là một hỗn hợp của ba oxit kim loại. Từ đó, hai nguyên tố mới đã được chiết ra – đó là Terbium (Tb) và Erbium (Er) – cả hai đều được đặt theo tên ngôi làng Ytterby nơi chúng được tìm thấy. Đến năm 1878, mẫu oxit kim loại thứ tư được khám phá bởi Jean Charles Galissard de Marignac, từ đó nguyên tố Ytterbium (Yb) nguyên chất đã được tách ra.

Dần dần, các kỹ thuật tách lọc được cải thiện, nhiều nguyên tố mới lại tiếp tục được tìm thấy trong số 4 oxit ở trên, nâng tổng số nguyên tố được chiết xuất từ mẫu đá Ytterbite lên mười.

Mỏ Ytterby, nơi mẫu quặng đá được khai quật, nay chỉ còn một tấm biến để lưu lại lịch sử.

Thú vị là, một trong số các nguyên tố này, Gadolinium (Gd) đã được đặt theo tên của Johan Gadolin. Thậm chí, chính mẫu đá cũng được đặt lại tên từ Ytterbite sang Gadolinite để vinh danh công trạng của nhà khoa học.

Mỏ quặng nơi mẫu đá được khai thác thực ra là một mỏ Fenspat, nhưng đã bị đóng cửa từ lâu, và giờ đã bị bao phủ bởi cây cối cỏ dại. Chỉ có một tấm bảng nhỏ trên một hòn đá ở gần mỏ lại còn lưu lại dấu vết của cuộc phát hiện. Sự khám phá có ý nghĩa rất to lớn, thậm chí một số những con đường trong ngôi làng cũng được theo tên của các nguyên tố tìm thấy ở đây.

Yttrium (Y), là nguyên tố đất hiếm đầu tiên được tìm ra bởi Johan Gadolin, đã được ứng dụng rộng rãi trong đèn LED và photpho, điển hình là loại photpho đỏ trong đèn ống cathod được dùng để chiếu hình ảnh nằm bên trong đầu ti vi. Yttrium cũng được dùng để sản xuất điện cực, chất điện phân, màng lọc điện tử, tia laser, vật chất siêu dẫn, và nhiều ứng dụng trong y tế khác.

Một con đường được đặt theo tên chất Terbium được tìm thấy trong mẫu đá huyền thoại.

Terbim (Tb) thì lại dùng cho các chất bán dẫn để sản xuất các thiết bị điện tử bán dẫn như thẻ nhớ, công tắc… nhưng hầu hết nguồn cung cấp chất này trên thế giới đều được dùng trong ngành sản xuất chất photpho xanh có trong màn hình ti vi. Terbium cũng được dùng trong các đèn huỳnh quang, và trong thiết bị truyền động của các hệ thống phát hiện tàu ngầm hoặc các thiết bị cảm biến

Erbium (Er) thì lại có nhiều ứng dụng về quang học ví dụ như sản xuất tia laser và các thiết bị khuếch đại hình ảnh. Tia laser erbium có khả năng xuyên thấu thấp cho phép chúng được dùng trong ngành chăm sóc da và răng miệng, trong đó chỉ có làn da và bề mặt ngoài của răng được trị liệu.

Ytterbium (Yb) được dùng chủ yếu như là chất kích thích của thép không gỉ, nhưng ứng dụng thú vị nhất của nó là trong các đồng hồ nguyên tử. Đồng hồ Ytterbium có sai lệch thấp hơn 2 phần 1 tỷ tỷ, được cho là chính xác hơn cả các đồng hồ nguyên tử Xêsi – loại thường sử dụng để đo giây đồng hồ.

Với ý nghĩa quan trọng như vậy, ngôi làng Ytterby nhỏ bé đã trở thành nơi duy nhất trên hành tinh sở hữu số lượng chất trong bảng tuần hoàn nhiều nhất. Có lẽ vì thế, có người đã ví nó là nơi các nhà hóa học yêu thích nhất.

Khánh Linh / Theo Trí Thức Trẻ