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一提到黃金，我們(men) 往往先想到的是金手鐲、金鏈子、金條等，其實，除了作為(wei) 首飾和貨幣，黃金在工業(ye) 和高新技術產(chan) 業(ye) 中還是一種不可或缺的材料，比如智能手機中的很多元件就用到了黃金。那麽(me) ，黃金在工業(ye) 中主要有哪些應用呢？為(wei) 什麽(me) 它具有很大的科技價(jia) 值？

用黃金做的精美裝飾

1. 黃金的特點

黃金（Au）是一種貴金屬，由於(yu) 其形成條件很苛刻，在地球上含量較少，因而很珍貴。黃金的密度為(wei) 19.3g/cm³（20℃時），硬度較低，用指甲能劃出淺痕，具金屬光澤，有很好的裝飾效果。黃金的熔點超過了1000℃，沸點達2808℃。

自然金

來源｜usgs

黃金的化學性質十分穩定，耐酸堿腐蝕（通常隻溶於(yu) 王水），加熱到高溫時也不會(hui) 變色或發生氧化。另外，它具有優(you) 良的導電性、導熱性和延展性，1盎司（國際上黃金的計量單位，約等於(yu) 28克）黃金可以拉成幾萬(wan) 米長的細絲(si) ，可捶薄為(wei) 厚度隻有微米級別的金箔。正是由於(yu) 黃金的這些物理、化學性質，它被廣泛應用在首飾加工、電子、化工和醫藥等行業(ye) 。

2. 電子器件的理想材料

現代生活離不開各種各樣的電子產(chan) 品，手機、電腦已成為(wei) 很多人的“生活必需品”，這些精密的電子設備，由大量電子元件和電路板組裝而成，它們(men) 又由無數導線、連接器、焊接點、開關(guan) 等連接起來。而這必須要用到導電性好的金屬材料，還要盡可能保證電壓的穩定性，減少電流流動的阻礙。黃金成為(wei) 了很好的選擇，對保證電子器件的可靠性起著非常重要的作用。

來源丨pixnio

首先不得不提到“電子產(chan) 品之母”——印刷電路板，電路板上分布著很多細細的銅導線，銅焊點在空氣中容易被氧化，會(hui) 造成接觸不良，影響電路板的性能，因此常在銅的表麵鍍金作為(wei) 保護層。此外，線路板在蝕刻液中浸泡時，時間過長可能會(hui) 使銅線脫落，而金塗層具有極細的孔隙率，可以保護金屬部件免受侵蝕。

由於(yu) 金價(jia) 昂貴，一般隻在高端印刷電路板上鍍純金

來源｜szfux.com

在插入匹配連接器的電路板邊緣上，還會(hui) 看到眾(zhong) 多金黃色的觸片排列成手指狀，由於(yu) 其表麵鍍金，因此被稱為(wei) “金手指”。金手指的主要作用是信號連接和導通，所以要具有良好的導電性、抗氧化性和耐磨蝕、耐腐蝕性。由於(yu) 純金在摩擦接觸中會(hui) 以很快的速度磨損，因此金手指的“金”一般是金的化合物。

來源｜某購物網站

在開關(guan) 中，也常見到金的身影。以繼電器（一種自動電器開關(guan) ）為(wei) 例，觸點間接觸電阻的大小直接影響著觸點的使用壽命，尤其是在小型繼電器中，由於(yu) 控製電流和觸點的接觸麵都較小，導電性就顯得尤其重要，因此會(hui) 在觸點表麵上鍍金。金增加了電子元件的導電性，能夠承載非常低的電壓，並將接觸點處的電阻減至最小，在低電流和低電勢的極端情況下也非常可靠。並且，和鉑或鈀不同，金不會(hui) 催化有機蒸氣的分解，避免了在金屬接觸表麵上形成導電性差的有機聚合物膜。

不過，金的柔軟性使它很容易被灰塵顆粒和異物損壞。即使是輕微閉合的觸點下，灰塵顆粒也很容易被嵌入，這可能會(hui) 幹擾元件之間的良好接觸。為(wei) 了克服這一缺點，廣泛使用了合金化技術。

隨著電子產(chan) 品的快速發展，人們(men) 要求產(chan) 品“更輕薄”，這就使得電子器件的尺寸越來越小。在有限的空間中，要將各元件連接起來，那麽(me) 導線的直徑也隨之變小。對於(yu) 一些超細間距，如果使用銅、鋁等金屬製作導線，極易拉斷，而金擁有出色的延展性，可以被拉成極細的金絲(si) ，但仍然保持它的性能。

3. 黃金在太空領域大顯身手

前麵我們(men) 提到過，黃金是金屬中延展性最好的，將黃金製成極薄（隻有若幹分子的厚度）的薄膜時，會(hui) 有特殊的用途。黃金薄膜對紅外輻射的高反射率，使其具有隔熱性能，在航天器和宇航服表麵鍍上黃金薄膜，可以形成一層理想的反射膜，保護航天器和宇航服免受過度太陽輻射的影響。同時，黃金薄膜可以透射可見光光譜的黃色至藍色範圍的光線及紫外線，其透明度與(yu) 玻璃差不多，在宇航員頭盔的護目鏡上鍍上黃金，既可隔熱，又不會(hui) 遮擋視線。

黃金還能充當固體(ti) 潤滑劑，即在鋼、鐵等表麵浸塗一層黃金。我們(men) 知道，航空航天的零部件結構複雜，設計精密，如人造衛星上天線係統、太陽能電池帆板機構、光感儀(yi) 器的驅動機構等等，各部件之間的緊密配合需要以軸承材料為(wei) 支撐。由於(yu) 太空的環境十分嚴(yan) 苛，對軸承材料及潤滑脂性能提出了更高的要求。金的固體(ti) 潤滑劑十分穩定、柔軟，摩擦係數小，減少了零件的磨損，可以彌補一般潤滑劑性能的欠缺。

詹姆斯·韋伯空間望遠鏡的主反射鏡也使用了黃金塗層，它是一台紅外線望遠鏡，其工作溫度需保持在-223.2°C以下，黃金塗層不僅(jin) 提高了紅外光的反射性，隔絕了熱量，也增加了其耐用性。

詹姆斯·韋伯空間望遠鏡的鍍金鏡麵

來源｜NASA/噴氣推進實驗室-加州理工學院

4. 黃金在醫療領域的應用

當金的尺寸縮小至納米級別——金納米粒子時，性質會(hui) 發生奇特的變化。金納米顆粒具有比表麵積大、表麵易於(yu) 修飾、生物相容性（材料植入人體(ti) 後與(yu) 人體(ti) 的相容程度）好等優(you) 點，使得金納米顆粒在醫學領域具有廣闊的應用場景。

首先是在應用於(yu) 癌症光熱療法領域。癌症嚴(yan) 重威脅著人類的健康，而現有的臨(lin) 床治療方法如化療、放療等都具有強烈的副作用。而納米金獨特的光熱效應則為(wei) 癌症的治療提供了新的思路——光熱治療。光熱治療是利用光熱材料將光能高效的轉化為(wei) 熱能，進而升高腫瘤組織的溫度，以達到殺死腫瘤細胞的目的，具有空間定位精準、對患處周圍細胞組織損傷(shang) 較小的優(you) 點。通過局部的紅外照射，納米金粒子進行高效的光熱轉換，同時還具有良好的生物相容性，因此在癌症的光熱治療方麵被寄予眾(zhong) 望。

癌症的幾種治療方法

來源｜百度百科

此外，金納米粒子還是很好的藥物載體(ti) 。許多藥物由於(yu) 其水溶性差、pH敏感等問題而不能直接使用，需要載體(ti) 將其運輸至作用部位。用金納米顆粒對藥物成分進行包裹，用於(yu) 調控其在體(ti) 內(nei) 釋藥速度和生物透過性，可以大大提高藥物的利用率。此外，這個(ge) 載藥體(ti) 係還可通過負載各種功能分子使其載體(ti) 賦予pH響應性、靶向性等特點，在未來，有望在遞藥方麵得到廣泛的運用。

金納米顆粒（AuNP）與(yu) 細胞緊密鏈接

來源｜《Reversibly Modulating the Blood–Brain Barrier by Laser Stimulation of Molecular-Targeted Nanoparticles》

看到這裏，你是否會(hui) 驚歎於(yu) 黃金在不同領域的優(you) 秀表現？隨著社會(hui) 的發展，黃金在工業(ye) 、科技、醫療等方麵的用途正在增長，相信不僅(jin) 的將來，黃金會(hui) 為(wei) 大家帶來更多福祉。

由科普中國重新排版編輯

內(nei) 容來自：北京科學中心

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