صحتسنجی شده 
چرا میتوانید به کاربرد طلا فراتر از ساخت جواهرات و زیورآلات است. این فلز در صنایع الکترونیک، پزشکی، فضایی و شیمیایی نقشی کلیدی دارد. از پوشش اتصالات حساس مدارها گرفته تا استفاده در ایمپلنتهای دندانی و درمان تومورهای سرطانی. در این مقاله به این موضوع میپردازیم که کاربرد طلا چیست؟
کاربرد نانوذرات طلا چیست؟
طلا فلزی غیرفعال و اصطلاحا نجیب است؛ یعنی مقاومت بالایی در برابر خوردگی و اکسیداسیون (واکنش با اکسیژن) دارد. اما حالا علم میگوید طلا در مقیاس نانو (ذراتی کوچکتر از گرد و غبار) ویژگیهای جذاب زیر را از خود نشان میدهد:
- خاصیت نوری: در مقیاس نانو، الکترونهای سطحی طلا بهطور خاص با نور برهمکنش دارند و پدیدهای به نام پلاسمون سطحی (Surface plasmon) را ایجاد میکنند. این ویژگی باعث میشود تا طلا در صنایع مختلف مانند پزشکی کاربرد داشته باشد.
- فعالیت شیمیایی بالا: برخلاف حالت معمول، نانوذرات طلا میتوانند بهعنوان کاتالیزور فعال عمل کنند و واکنشهای شیمیایی مهم را سرعت دهند.
- سطح واکنشپذیر مناسب: سطح نانوذرات طلا بهگونهای است که میتوانند با مولکولهای دیگر ترکیب شود یا روی آنها تاثیر بگذارد.
همین ویژگیها باعث شده است تا کاربرد طلا در صنعت گستردهتر و البته مهمتر شود. در ادامه سه کاربرد نانو ذرات طلا در صنعت را میخوانید.
۱. کاتالیزور در صنایع شیمیایی
یکی از کاربردهای نانو ذرات طلا در پیلهای سوختی است. پیلهای سوختی دستگاههایی هستند که میتوانند انرژی شیمیایی را مستقیم به برق تبدیل کنند؛ مثلا با واکنش بین هیدروژن و اکسیژن برق تولید میشود. در این واکنشها به مادهای نیاز است که سرعت واکنش را بالا ببرد؛ به آن ماده اصطلاحا کاتالیزور یا کاتالیست (Catalysis) میگویند.
تا امروز، بیشتر این کاتالیزورها از پلاتین (Pt) ساخته میشدند؛ فلزی بسیار گران که قیمتش چندین برابر طلا است. همین موضوع باعث شده ساخت پیلهای سوختی پرهزینه باشند.
حالا پژوهشگران سعی کردهاند راهحل بهتری پیدا کنند؛ استفاده از نانوذرات طلا یا ترکیب طلا با فلزات گروه پلاتین.
این ترکیبها هم ارزانتر از پلاتین خالص هستند و هم کارایی بالایی در تسریع واکنشها دارند. به زبان سادهتر، نانوطلا کمک میکند برق پاک با هزینه کمتر و سرعت بیشتر تولید شود، گامی هوشمندانه در مسیر انرژیهای سبز آینده.
۲. نانوذرات طلا و تصفیه آلودگی هوا در خودروها
وقتی بنزین یا گازوئیل در موتور خودرو به طور ناقص میسوزد، گازهای سمی تولید میشوند، از جمله:
- مونوکسید کربن (CO)
- هیدروکربنهای ناقص و اکسیدهای نیتروژن (NOx)
این گازها برای سلامت انسان و محیط زیست بسیار خطرناک هستند و باید قبل از خروج از اگزوز خنثی شوند. اینجاست که نانوذرات طلا وارد میشوند. این ذرات بسیار کوچک طلا همراه با برخی اکسیدهای فلزی مانند دیاکسید تیتانیوم (TiO₂) در کاتالیستهای خودرو به کار میروند. نحوه کار آنها به این صورت است:
- در ابتدا مولکولهای CO و O₂ روی سطح نانوذرات طلا جذب میشوند.
- سپس یک واکنش شیمیایی رخ میدهد و مونوکسید کربن به دیاکسید کربن (CO₂) تبدیل میشود.
دیاکسید کربن، گازی بیخطر برای محیط زیست است و نانوذرات طلا پس از واکنش دوباره آماده کار میشوند. به زبان ساده، نانوذرات طلا مانند یک پاککننده هستند که گازهای سمی موتور را به شکل بیخطر تبدیل میکنند تا هوا تمیزتر شود.
۳. پوششدهی سطوح
ذرات بسیار ریز طلا (کلوئیدها) در ساخت شیشههای رنگی یا ظروف تزئینی کاربرد دارند. این شیشهها رنگ یاقوتی قرمز مایل به طلایی دارند، در واقع رنگ آنها از ذرات ریز طلا به دست میآید، نه از رنگدانه معمولی. این تکنیک مرتبط با تذهیب و شیشهسازی سنتی است.
حالا دانشمندان از همین خاصیت طلا به شکلی بسیار پیشرفتهتر و صنعتیتر استفاده میکنند. شرکت ژاپنی Nippon Paint روشی پیدا کرده است تا نانوذرات طلای بسیار ریز پایدار بمانند و به هم نچسبند.
این شرکت نوعی خمیر نانویی ساخته است که ۹۵ درصد از آن را ذرات فلز طلا تشکیل میدهند. این خمیر در تولید رنگهای خاص و پویا (دینامیک) یا پوششهای تزئینی لوکس استفاده میشود مثلا رنگهایی که با تغییر زاویه نور براقتر به نظر میرسند.
کاربرد طلا در پزشکی چیست؟
خصوصیات طلا مثل خنثی بودن شیمیایی، رسانایی بالا و عدم واکنش با بافت زنده باعث شده است در پزشکی کاربردهای مهم و موثری داشته باشد. در زیر به چند نمونه از کاربردهای طلا در صنعت پزشکی اشاره میکنیم:
۱. درمان سرطان (توموردرمانی هدفمند)
نانوذرات طلا میتوانند داروهای ضدسرطان را بهطور مستقیم به سلولهای سرطانی برسانند، به این ترتیب آسیب سلولهای سالم و عوارض ناشی از آنها به حداقل میرسد. وقتی ذرات طلا به تومور سرطانی میرسند پزشک اشعه مادون قرمز را میتاباند. نانو ذرات طلا انرژی نور را جذب و آن را تبدیل به گرما میکنند. این گرما باعث مرگ سلولهای سرطانی میشود ولی سلولهای سالم اطراف آن تقریبا از آسیب در امان هستند. از نمونههای کاربردی آن میتوان به درمان فتوترمال با نانو ذرات طلا (Photothermal therapy) در بیماران مبتلا به سرطان پوست یا سینه اشاره کرد.
یکی از دلایل انتخاب نانوذرات طلا برای درمان سرطان، زیستسازگاری بالای آن است. طلا برخلاف بسیاری از فلزات دیگر، در بدن واکنش آلرژیک ایجاد نمیکند و بهراحتی توسط سیستم ایمنی دفع نمیشود، بنابراین میتواند مدت بیشتری در نزدیکی سلول هدف باقی بماند.
۲. تصویربرداری و تشخیص بیماری
نانوذرات طلا در تصویربرداریهایی مانند سیتی اسکن (CT) و فتواکوستیک (Photoacoustic) به کار میروند، چون بهعنوان عامل کنتراست تصویری عمل میکنند و وضوح تصاویر را بالا میبرند. برای مثال پزشکان با تزریق نانوذرات طلا میتوانند با دقت بیشتری سلولهای سرطانی را در مراحل اولیه تشخیص دهند.
۳. ایمپلنتها
طلا به دلیل مقاومت بسیار بالا در برابر خوردگی و اینکه با بافت بدن واکنش نمیدهد، گزینهای ایدهآل برای ساخت قطعاتی است که باید سالها داخل بدن باقی بمانند. به همین دلیل از طلا در موارد زیر استفاده میشود:
- ایمپلنتهای ظریف که باید بدون ایجاد حساسیت یا التهاب در بدن عمل کنند.
- سیمها و قطعات تنظیمکننده داخل بدن که نباید در طول زمان زنگ بزنند یا تغییر شکل بدهند. مانند فنرها یا میلههای داخل قلب و عروق یا پینها و پیچهای استخوانی.
۴. دندانپزشکی
مهمترین کاربرد طلا در دندانپزشکی عبارتاند از:
- پرکردن دندانها
- روکش دندان
- ساخت پلهای دندانی
- ساخت پلهای دندانی
- ابزارهای دندانی مانند پیچها و پایههای ایمپلنت
۵. ابزارهای تشخیصی سریع مثل تست بارداری
نانوذرات طلا در تستهای تشخیصی فوری مثل نوار تست بارداری کاربرد دارند. طلا در این تستها باعث ایجاد رنگ قرمز یا صورتی مشخص روی نوار میشود که نتیجه را نشان میدهد.
۶. وسایل پزشکی الکترونیکی
در وسایلی مثل پیسمیکر قلب (ضربانساز) یا الکترودهای مغزی از طلا استفاده میشود. چون این فلز علاوهبر اینکه با بدن سازگار است، سیگنالهای دقیق و بدون نویز منتقل میکند.
کاربرد طلا در الکترونیک چیست؟
برخلاف مس و نقره، طلا اکسید نمیشود و همین باعث میشود انتقال جریان در طول زمان بدون افت کیفیت باقی بماند. همچنین طلاچکشخواری بالایی دارد یعنی نرم و شکلپذیر است و در شرایط سخت مثل حرارت، رطوبت و تماس با مواد شیمیایی پایدار میماند. به همین دلیل در صنعت مورد توجه است.
۱. روکش اتصالات (کانکتورها و سوکتها)
در مدارهای الکترونیکی محل اتصال قطعهها باید همیشه رسانا و بدون زنگزدگی باقی بماند. به همین دلیل سطح کانکتورها مثل سوکت USB، پایههای کارت گرافیک، سیمکارت یا حتی شارژر موبایل با لایه نازکی از طلا پوشانده میشود. این روکش از اکسید شدن فلز جلوگیری میکند و باعث میشود جریان برق همیشه بدون اختلال عبور کند. برای مثال وقتی گوشی موبایل را شارژ میکنید کانکتورهای کوچک طلایی داخل پورت شارژ دقیقا برای همین هدف طراحی شدهاند تا بعد از هزاران بار اتصال و جدا کردن، هنوز هم درست کار کنند.
۲. سیمکشی داخلی تراشهها
در ساخت تراشههای بسیار ظریف مثل CPU یا حافظه گوشی از سیمهای طلایی بسیار نازک برای اتصال نقاط مختلف مدار استفاده میشود. برای مثال در کارخانههای تولید تراشه از سیمهای طلایی نازکتر از موی انسان برای اتصال هزاران نقطه الکتریکی درون چیپ استفاده میشود.
۳. مدارهای چاپی (PCB) و لحیمکاری دقیق
طلا به تنهایی برای لحیمکاری استفاده نمیشود، اما به عنوان پوشش محافظ روی نقاط اتصال و مسیرهای رسانا نقش کلیدی دارد.
روکش طلا در بردهای الکترونیکی، مثل «لباس ضد زنگ» برای مسیرهای رسانا است. مس یا نقره در طول زمان سولفاته میشوند؛ اما طلا همیشه تمیز، براق و رسانا باقی میماند.
۴. حسگرها
طلا به خاطر پایداری شیمیایی بالا در حسگرهای زیستی و دستگاههای آزمایشگاهی به کار میرود. برای مثال در نوارهای تست قند خون یا الکترودهای پزشکی، لایههایی از طلا برای انتقال دقیق سیگنالهای الکتریکی وجود دارد.
کاربرد طلا در لباس فضانوردان چیست؟
وقتی به عکس فضانوردان نگاه میکنید، متوجه میشوید که شیشه کلاه آنها طلایی رنگ است. این رنگ در واقع به خاطر لایه نازک طلا است که روی سطح بیرونی شیشه کلاه را میپوشاند. اما این پوشش طلا فقط برای ظاهر نیست، بلکه نقش حیاتی و محافظتی دارد.
۱. بازتاب نور و اشعه خورشید
در فضا خورشید بدون فیلتر جو زمین میتابد یعنی شدت نور بسیار زیاد است و اشعههای فرابنفش (UV) و مادون قرمز (IR) هم به طور مستقیم به فضانورد میرسند. لایه نازک طلا روی کلاه مثل یک آینه هوشمند عمل میکند و نور و حرارت خورشید را بازتاب میدهد. ولی در عین حال باعث میشود مقدار کافی نور مرئی عبور کند تا فضانورد بتواند اطرافش را ببیند.
۲. جلوگیری از آسیب چشمی و پوستی
بدون لایه طلا در کلاه فضانوردان، چشم فضانورد در چند ثانیه میتواند دچار سوختگی شبکیه شود و پوستش هم از اشعه UV آسیب ببیند. طلا بهطور طبیعی جلو نفوذ اشعههای مضر را میگیرد و مانع افزایش بیشازحد دمای بدن میشود. به همین دلیل شیشه کلاه طوری طراحی شده است که حتی در تماس مستقیم با تابش خورشید داخل آن خنک میماند.
ضخامت لایه طلا روی شیشه کلاه فضانوردان فقط چند نانومتر است. همین مقدار سلامتی آنها را تضمین میکند.
۳. پایداری و دوام بالا
طلا زنگ نمیزند، اکسید نمیشود و در خلا هم تجزیه یا تغییر رنگ نمیدهد. هیچ فلز دیگری این سطح مقاومت و پایداری را ندارد. به همین خاطر، حتی بعد از ماموریتهای طولانی در فضا شیشه طلایی کلاهها سالم و براق باقی میماند.
کاربرد فلز طلا در فضانوردی فقط محدود به لباس فضانوردان نمیشود. دانشمندان از لایههای نازک طلا در سطح فضاپیماها و ماهوارهها هم استفاده میکنند تا از قطعات الکترونیکی در برابر تابش خورشید محافظت شود. علاوهبر این، در مدارهای الکترونیکی لباس فضانوردی مثل سیستم ارتباطی و حسگرهای دما و فشار هم از طلا به دلیل رسانایی بالا و مقاومت در برابر زنگزدگی استفاده میشود.
کاربرد طلا در هوش مصنوعی چیست؟
فلز طلا بهطور مستقیم در الگوریتمهای هوش مصنوعی مثل یادگیری ماشین استفاده نمیشود، بلکه در سختافزارهایی که این الگوریتمها روی آنها اجرا میشوند، کاربرد دارد. یعنی در تراشهها (چیپها)، سرورها و پردازندهها.
در مراکز داده (data centers) که پردازندههای هوش مصنوعی در آنها کار میکنند، اتصالات طلایی باعث کاهش افت سیگنال و افزایش طول عمر تجهیزات میشود.
کاربرد ورق طلا چیست؟
وقتی صحبت از کاربرد ورق طلا (Gold Leaf) میشود، به طور خاص تمرکز روی خاصیت چکشخواری (malleability) و ظرافت طلا است. ورق طلا لایهای بسیار نازکی است که ضخامتش معمولا بین ۰٫۱ تا ۰٫۲ میکرومتر است یعنی حدود ۵۰۰ تا ۱۰۰۰ برابر نازکتر از موی انسان!
به زبان ساده، طلا را آنقدر میکوبند و نازک میکنند تا به شکل برگ فلزی بسیار ظریف و درخشان در بیاید بدون آنکه بشکند، مثلا از یک گرم طلا میتوان ورقی به اندازه یک متر مربع ساخت!
از مهمترین کاربردهای ورق طلا میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
۱. هنر و تزئینات
ردپای ورق طلا را از قرنها پیش در هنر و معماری میتوانید ببینید؛ از گنبدهای طلایی مساجد و کلیساها گرفته تا تابلوهای مذهبی و نقاشیهای آیکونی اروپایی. از جمله کاربردهای مشخص ورق طلا در معماری میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- پوشش قابهای چوبی و تابلوهای نقاشی
- تزئین مجسمهها و آثار مذهبی
- روکش سقفها و ستونهای کاخها و اماکن تاریخی
۲. لوازم آرایشی و مراقبت پوست
ورق طلای خالص به شکل نانوذرات یا لایههای بسیار نازک در محصولات زیبایی لوکس به کار میرود. چون طلا زیستسازگار است، یعنی با پوست واکنش آلرژیک نشان نمیدهد و باعث التهاب نمیشود.
۳. تزئین خوراکیها و نوشیدنیها
ورق طلای خوراکی کاملا خالص و غیرسمی است و در غذاهای لوکس برای جلوه خاص استفاده میشود. ورق طلای خوراکی دارای کد افزودنی E175 است و توسط سازمان غذا و داروی اروپا (EFSA) بهعنوان افزودنی بیضرر تایید شده است.
کاربرد طلا در سرمایهگذاری چیست؟
کاربرد طلا در سرمایهگذاری یعنی استفاده از طلا بهعنوان ابزاری برای حفظ ارزش پول، کاهش ریسک و ایجاد سود در بلندمدت. مهمترین دلایلی که باعث میشود طلا گزینه جذابی برای سرمایهگذاری باشد، عبارتاند از:
حفظ ارزش در برابر تورم
طلا برخلاف پول، ارزشش افت نمیکند. وقتی ارزش پول مثلا به دلیل تورم پایین میآید قیمت طلا معمولا بالا میرود. این دقیقا همان چیزی است که ما در ایران تجربه میکنیم.
دارایی امن و کمریسک
در زمان بحران اقتصادی، جنگ یا بیثباتی بازار بسیاری از سرمایهگذاران به سمت طلا میروند. به همین دلیل به طلا «Safe Haven » یا «سرمایهگذاری امن» میگویند.
امکان نقدشوندگی سریع
طلا همیشه خریدار دارد. تبدیلش به پول آسان و بدون انتظار طولانی است.
درست است که طلا نقدشوندگی بالایی دارد، اما فروش در لحظه همیشه به معنای قیمت مناسب نیست؛ فروش عجولانه میتواند باعث از دست دادن بخشی از ارزش سرمایه شود.
تنوعبخشی به سبد سرمایه
در سرمایهگذاری حرفهای توصیه میشود همه سرمایه فقط در یک بازار نباشد مثلا فقط ارز دیجیتال، سهام یا ملک. اضافه کردن طلا به سبد سرمایه ریسک کلی را کاهش میدهد.
تنوع سرمایهگذاری روی طلا
به روشهای مختلف میتوانید روی طلا سرمایهگذاری کنید از جمله:
- خرید طلای فیزیکی مانند شمش طلا، سکه و طلای آبشده
- خرید صندوق طلا
- خرید سهام شرکتهای استخراج و تولید طلا
اگر به فکر خرید طلای دست دوم هستید، باید بدانید این نوع سرمایهگذاری ریسک بالایی دارد، چون احتمال تقلب در آن بسیار بالا است. مگر اینکه طلا را از نزدیکان خود و با فاکتور رسمی بخرید.
خرید طلای آبشده یکی از امنترین و بهترین روشهای سرمایهگذاری در طلا محسوب میشود. این دقیقا همان چیزی است که وال گلد شرایطش را برای شما فراهم کرده است. یک پلتفرم آنلاین برای خرید و فروش طلای آبشده بدون اجرت ساخت و با قابلیت نقدشوندگی بالا. در والگلد میتوانید با هر مبلغی طلا بخرید، موجودی خود را لحظهای مشاهده کنید و هر زمان که بخواهید آن را بفروشید یا تحویل فیزیکی بگیرید.
جمعبندی
کاربرد طلا در صنعت تنها به زرقوبرق و مصنوعات طلا محدود نمیشود. این فلز گرانبها در الکترونیک برای پوشش اتصالات و چیپهای حساس، در فضا برای محافظت از تجهیزات در برابر تابشها و در پزشکی برای درمانهای هدفمند به کار میرود. رسانایی عالی و مقاومت در برابر اکسید شدن باعث شده است طلا در تولید تلفنهای همراه، ماهوارهها و حسگرهای زیستی نقشی حیاتی داشته باشد. در واقع، پشت بسیاری از فناوریهای مدرن لایهای نازک از طلا قرار دارد.
جدول زیر مهمترین کاربرد طلا در صنعت را نشان میدهد:
| کاربرد طلا در صنعت | نوع استفاده |
|---|---|
| الکترونیک | پوشش اتصالات و چیپها |
| فضا | پوشش عایق بر سطوح و شیشه کلاه فضانوردان |
| پزشکی | ساخت ایمپلنتها، هدفدرمانی سرطان، تشخیص بیماری |
| کاتالیست صنعتی | تسریع واکنشهای شیمیایی در تولید سوخت یا مواد شیمیایی |
| زیباسازی و پوششدهی صنعتی | ورق طلا برای تزئینات و محافظت سطوح حساس |
سوالات متداول
کانی طلا پس از استخراج و فرآوری میتواند در صنایع زیر کاربرد داشته باشد:
– صنعت جواهرسازی
– الکترونیک
– پزشکی
طلا اغلب در کانکتورها، سوکتها، پایههای تراشه، سیمکشیهای داخلی میکروچیپها و مدارهای چاپی (PCB) استفاده میشود.
میزان طلا در برد موبایلها متغیر است و به نوع گوشی بستگی دارد. برای مثال گوشیهای هوشمند پیشرفته و جدید معمولا به دلیل تراشهها و اتصالات بیشتر، طلای بیشتری هم دارند.
بله. در کانکتورها، سیمهای ظریف داخل تراشهها، سوکتها و نقاط لحیمکاری گوشیها طلا به کار رفته است تا جریان برق بدون اختلال و مقاوم در برابر اکسید شدن منتقل شود.
کاربرد فلز طلا در بدن جنبه پزشکی دارد از جمله:
– پرکردن دندان و ترمیم تاج دندان
– ایمپلنتها و ابزارهای کاشتنی مثل ایمپلنتهای گوش و چشم
– نانوذرات طلا در درمان سرطان و تصویربرداری پزشکی برای هدفگیری دقیق سلولها و افزایش کیفیت تصاویر پزشکی
منابع: bullionbypost | agincourtresources | physicalgold
