Кіріспе

Химиялық элемент, символы W және атомдық нөмірі 74 – химиялық элемент.

Вольфрам (немесе вольфрам деп те аталады) – химиялық элемент; оның символы W және атомдық нөмірі 74. Вольфрам – Жер бетінде басқа элементтермен қосылыстар түрінде ғана кездесетін сирек металл. Ол 1781 жылы жаңа элемент ретінде анықталған және 1783 жылы алғаш рет металл күйінде бөліп алынған. Оның маңызды кендері – шиелит және вольфрамит, екіншісі элементке балама атауын берген. Таза вольфрам өте берік және қатал металл (қалыпты жағдайларда, қосылмаған күйде), сондықтан оны металл өңдеуге қиын. Дегенмен, таза монокристалды вольфрам икемдірек және қатты болат арамен кесуге болады. Вольфрам көптеген қорытпалардың құрамына кіреді, олардың көптеген қолданыс салалары бар, мысалы, шамдардың жіптері, рентген түтікшелері, газды вольфрамды дәнекерлеудегі электродтар, суперқорытпалар және сәулеленуден қорғану. Вольфрамның қаталдығы мен жоғары тығыздығы оны әскери қолданыста, снарядтарды жасауға ыңғайлы етеді. Вольфрам қосылыстары өнеркәсіптік катализаторлар ретінде жиі қолданылады. Вольфрам – биомолекулаларда кездесетін үшінші қатардагы ауысу металдарының жалғыз өкілі, ол бактериялар мен археялардың кейбір түрлерінде табылған. Алайда, вольфрам молибден мен мыс метаболизміне кедергі келтіреді және көптеген жануарлар үшін белгілі бір деңгейде уытты.

Физикалық қасиеттері

Шикі түрінде вольфрам – қатты, болатты сұр металл, көбінесе сынғыш және оны өңдеу қиын. Тазартылған монокристалл вольфрам өзінің қаттылығын сақтайды (ол көптеген болаттардан жоғары), және оны оңай өңдеуге болатындай икемділікке ие етеді. Көміртек вольфрамнан жоғары температурада қатты күйде қалады, бірақ атмосфералық қысымда балқымай, сублимацияланады, сондықтан оның балқу температурасы жоқ. Сонымен қатар, вольфрамның ең тұрақты кристалдық фазасы кем дегенде 364 гигапаскальға дейінгі қысымда жоғары қысымның әсерінен туындаған құрылымдық өзгерістерді көрсетпейді. Вольфрамның барлық таза металдардың ішінде ең төмен жылулық кеңею коэффициентіне ие. Вольфрамның төмен жылулық кеңеюі, жоғары балқу температурасы және керілуге төзімділігі 5d электрондарының вольфрам атомдары арасында құратын күшті ковалентті байланыстардан туындайды. Вольфрамды болатпен қоспалау оның беріктігін едәуір арттырады, ал β фазасына қарағанда суперөткізгіштікке өту температурасы TC өте төмен: шамамен 0,015 К, ал β фазасында 1–4 К; екі фазаны араластыру арқылы аралық TC мәндерін алуға болады. TC мәнін басқа металл қосып (мысалы, W Tc үшін 7,9 К) арттыруға да болады. Мұндай вольфрам қорытпалары кейде төмен температурадағы суперөткізгіш тізбектерде қолданылады.

Изотоптар

Табиғи түрде кездесетін вольфрам төрт тұрақты изотоптан (182W, 183W, 184W және 186W) және бір ұзақ өмір сүретін радиоизотоптан, 180W-тан тұрады. Теориялық тұрғыдан алғанда, барлық бесі де альфа-эмиссия арқылы 72 элементке (гафнийге) ыдырай алады, бірақ тек 180W ғана 1.8e18 жылдық жартылай ыдырау мерзімімен ыдырайтыны байқалды; орташа есеппен бұл жылына табиғи вольфрамның граммына 180W-тың екі альфа-ыдырауын береді. Бұл шамамен бір килограммға 63 микробеккерельге тең нақты белсенділікке сәйкес келеді. Бұл ыдырау жылдамдығы Жердегі көміртек пен калийдегідей, ұзақ өмір сүретін радиоактивті изотоптардың шағын мөлшерлерін қамтиды, одан бірнеше есе төмен. Бисмут бұрын радиоактивті емес деп есептелген, бірақ (оның ең ұзақ өмір сүретін изотопы) шындығында 2.01e19 жылдық жартылай ыдырау мерзімімен, яғни 10 есе баяу ыдырайды. Дегенмен, табиғи бисмуттың 100% құрамына байланысты, оның нақты белсенділігі табиғи вольфрамнан жоғары – 3 миллибеккерель/кг. Табиғатта кездесетін вольфрамның басқа изотоптары ыдырағаны байқалған жоқ, олардың жартылай ыдырау мерзімі кем дегенде 4 жылдан жоғары деп шектелген. Тағы 34 жасанды радиоизотоп сипатталған, олардың ең тұрақтылары: 181W (жартылай ыдырау мерзімі 121,2 күн), 185W (жартылай ыдырау мерзімі 75,1 күн), 188W (жартылай ыдырау мерзімі 69,4 күн), 178W (жартылай ыдырау мерзімі 21,6 күн) және 187W (жартылай ыдырау мерзімі 23,72 сағат). Вольфрам әдетте оттегімен қосылып сары түсті вольфрам оксидін (WO3) түзетіні, ол сулы сілтілік ерітінділерде еріп тунгстат иондарын (WO42-) құрайды. Вольфрам карбидтері (W2C және WC) вольфрам ұнтағын көміртекпен қыздыру арқылы алынады. W2C химиялық әсерге төзімді, бірақ хлормен күшті реакцияға түсіп, вольфрам гексахлоридін (WCl6) құрайды. Одан әрі қышқылдандыру өте ерігіш метатунгстат анионын (H2W12O406-) шығарады, содан кейін тепе-теңдік орнатылады. Метатунгстат ионы Кеггин анионы деп аталатын он екі вольфрам-оттегі октаэдрінен тұратын симметриялық кластер түрінде болады. Көптеген басқа полиоксиометаллат аниондары да метастабильді түрлер ретінде бар. Метатунгстаттағы екі орталық сутегінің орнына фосфор сияқты басқа атомды енгізу, мысалы, фосфотунгстық қышқылы (H3PW12O40) сияқты әртүрлі гетерополиқышқылдарды тудырады. Вольфрам триоксиді сілтілі металдармен интеркаляциялық қосылыстарды түзетіні мүмкін. Бұлар қола деп аталады, мысалы, натрий вольфрам қоласы. Газ тәрізді күйде вольфрам W2 диатомдық молекулаларын құрайды. Бұл молекулалар вольфрам атомдары арасындағы алты еселік байланысқа ие, бұл тұрақты атомдар арасындағы ең жоғары белгілі байланыс реті.

Тарих

1781 жылы Карл Вильгельм Шеле шхелиттен (сол кезде вольфрам деп аталған) жаңа қышқыл, вольфрам қышқылын алуға болатынын ашты. Шеле мен Торберн Бергман осы қышқылды тотығудан айыру арқылы жаңа металл алуға болады деп болжады. Вольфрамның стратегиялық маңызы 20 ғасырдың басында анықталды. 1912 жылы британдық билік Каррок кенін неміс иелігіндегі Кумбриан тау-кен компаниясынан босатуға тырысты және Бірінші дүниежүзілік соғыс кезінде немістердің басқа жерлерге қол жеткізуін шектеді. Екінші дүниежүзілік соғыста вольфрам саяси келісімдерде маңызды рөл атқарды. Португалия, элементтің Еуропадағы негізгі көзі ретінде, Панаскейрадағы вольфрамит кені бар болғандықтан, екі тараптан да қысымға ұшырады. Вольфрамның жоғары температураға төзімділігі, қаттылығы, тығыздығы және қорытпаларды нығайту сияқты қасиеттері оны қару-жарақ өнеркәсібі үшін маңызды шикізатқа айналдырды, ол қару-жарақ пен жабдық құрамында да, өндірісте де қолданылды, мысалы, болатты өңдеуге арналған вольфрам карбиді кескіш құралдарында. Қазір вольфрам ұшақтар мен автоспорттағы балласттық салмақтар, садақ оқтары, дірілге қарсы құралдар және спорттық жабдықтар сияқты көптеген салаларда қолданылады. Вольфрам элементтердің арасында патенттік процедураларға түскен жалғыз элемент. 1928 жылы АҚШ соты 1913 жылы Уильям Д. Кулиджге берілген патентті күштен шығарып, General Electric компаниясының оны патенттеу әрекетін қабылдамады.

Этимология

Вольфрам атауы (швед тілінде «салмақ» дегенді білдіреді және шиелит және басқа да ұқсас тығыздықтағы минералдардың ескі швед атауы) ағылшын, француз және көптеген басқа тілдерде элементтің атауы ретінде қолданылады, бірақ вольфрам (немесе вольфрам) Еуропаның көп бөлігінде (әсіресе герман, испан және славян тілдерінде) қолданылады және химиялық символ W-ның шығу тегі болып табылатын вольфрамит минералынан алынған. Ал вольфрам негізінен вольфрамит және шиелит минералдарында кездеседі. Вольфрам(VI) оксиді сулы сілтеде еріп, вольфрат (WO42−) түзетін қосылысқа айналады. Бұл оксианион төмен pH мәндерінде конденсацияланып, полиоксивольфраматтарды құрайды. Вольфрамның кең тотығу күйлері оның әртүрлі хлоридтерінде көрінеді: Ресей (160 000 т), Вьетнам (95 000 т) және Боливия. 2017 жылғы мәліметтер бойынша, Қытай, Вьетнам және Ресей 79 000, 7 200 және 3 100 тоннамен жетекші жеткізушілер болып табылды. Канада 2015 жылдың соңында өзінің жалғыз вольфрам кенінің жабылуына байланысты өндірісті тоқтатты. Осы аралықта, Вьетнам 2010 жылдары ішкі тазарту операцияларын жақсарту арқасында өндірісін айтарлықтай арттырып, Ресей мен Боливияны озып кетті. Ұлыбританиядағы Дартмурдың шетінде вольфрам кенінің ірі қоры бар, ол Бірінші және Екінші дүниежүзілік соғыстар кезінде Хемердон кені ретінде пайдаланылды. Вольфрам бағасының өсуіне байланысты бұл кен 2014 жылы қайта ашылды, бірақ 2018 жылы жұмысын тоқтатты. Еуропалық Одақта Аустрияның Фелберталь шиелит кені вольфрам өндіретін сирек кен орындарының бірі болып табылады. Португалия – Еуропаның маңызды вольфрам өндірушілерінің бірі, 1910 жылдан 2020 жылға дейін минералды концентраттарда 121 кт вольфрам қамтылған, бұл жаһандық өндірістің шамамен 3,3% құрайды. Вольфрам Конго Демократиялық Республикасында байқалған жауапсыз тау-кен өндірісі салдарынан қақтығыс минералы деп есептеледі.

Қолданбалар

Вольфрамның шамамен жартысы қатты материалдар, атап айтқанда вольфрам карбидін өндіруге жұмсалады, ал қалған негізгі қолданылуы қорытпалар мен болаттарда. 10%-дан аз бөлігі басқа химиялық қосылыстарда пайдаланылады. Вольфрамның жоғары серпімді-қатаңдық температурасы болғандықтан, оның өнімдері дәстүрлі түрде ұнтақ металлургиясы, жалынды плазмалық ысыту, химиялық бумен жабыну, ыстық изостаттық престеу және термопластикалық әдістермен өндіріледі. Өндірістің неғұрлым икемді баламасы – селективті лазерлік балқыту, ол 3D-басылымның бір түрі болып табылады және күрделі үш өлшемді нысандар жасауға мүмкіндік береді.

Өнеркәсіптік

Вольфрам негізінен ең қатты карбидтердің бірі – вольфрам карбиді (ВК) негізіндегі қатты материалдарды өндіруде қолданылады. WC тиімді электр өткізгіш, бірақ W2C одан нашар өткізеді. WC-ден тозуға төзімді абразивтер және «карбид» кескіш құралдар жасалады, мысалы, пышақтар, бұрғылар, дискілі аралар, қалыптар, металл өңдеу, ағаш өңдеу, кен өндіру, мұнай және құрылыс салаларында қолданылатын фрезерлік және токарлық станоктар. Зергерлік өнеркәсіпте күйдірілген вольфрам карбидінен, вольфрам карбиді/металл қоспаларынан, сондай-ақ металл вольфрамнан сақиналар жасалады. WC/металл қоспасынан жасалған сақиналарда кобальттың орнына никель металл матрицасы ретінде қолданылады, себебі оны жылтыратқанда жоғары жылтырлыққа ие болады. Кейде өндірушілер немесе сатушылар вольфрам карбидін металл деп атайды, бірақ ол керамикалық материал. Вольфрам карбидінің қаттылығына байланысты, осы материалдан жасалған сақиналар өте тозуға төзімді және металл вольфрамнан жасалған сақиналарға қарағанда жылтырлығын ұзақ сақтайды. Алайда, вольфрам карбиді сақиналары хруптты және күшті соққыдан жарылуы мүмкін.

Қоспалар

Вольфрамның қаттылығы мен жылуға төзімділігі пайдалы қорытпалар жасауға мүмкіндік береді. Жақсы мысал – құрамында 18%-ға дейін вольфрам болатын жылдам кесетін болат. Вольфрамның жоғары балқу температурасы оны ракеталық соплор сияқты қолданыстар үшін жақсы материал етеді, мысалы, UGM-27 Polaris суастына орналастырылатын баллистикалық зымырасында. Вольфрам қорытпалары аэроғарыш және автомобиль өнеркәсібі, сондай-ақ радиациядан қорғау сияқты көптеген салаларда қолданылады. Hastelloy және Stellite сияқты вольфрам қосылған суперқорытпалар турбиналық қанаттарда, тозуға төзімді бөлшектерде және жабындарда қолданылады. Вольфрамның жылуға төзімділігі күміс немесе мыс сияқты жоғары өткізгіш металдармен бірге қолданылғанда доғалық дәнекерлеуде оны тиімді етеді. Күміс немесе мыс қажетті өткізгіштікті қамтамасыз етеді, ал вольфрам дәнекерлеу электродының доғалық дәнекерлеу ортасындағы жоғары температураға төтеп беруіне мүмкіндік береді.

Тұрақты магниттер

Мартензиттік вольфрам болат (шамамен 5,5% - 7,0% W және 0,5% - 0,7% C) жоғары реманенттілігі мен коэрцитивтілігі болғандықтан, қатты тұрақты магниттер жасау үшін қолданылды, бұл туралы Джон Хопкинсон (1849–1898) 1886 жылдан бері атап көрсеткен. Металдың немесе қорытпаның магниттік қасиеттері микроқұрылымға өте сезімтал. Мысалы, вольфрам элементі ферромагниттік емес (ал темір – ферромагниттік), бірақ ол осы пропорцияларда болат құрамында болғанда, магниттік домен қабырғаларының қозғалысына қарсылығы жоғары болғандықтан, феррит (темір) фазасына қарағанда күшті ферромагнетизмге ие мартензит фазасын тұрақтандырады.

Әскери

Тонгстен, әдетте никель, темір немесе кобальтпен қорытылып, ауыр қорытпалар жасау үшін қолданылады. Ол кинетикалық энергияны өткізгіштерде, таусылған уранның орнына пайдаланылады, әсіресе уранның тіпті таусылған түрінде де радиоактивтілігі мәселе тудырған жағдайларда немесе уранның қосымша өртенгіш қасиеттері қажет болмағанда (мысалы, дене бронясын тесуге арналған қарапайым қарудың оқ-дәрілерінде). Сол сияқты, вольфрам қорытпалары снарядтарда, гранаталарда және зымырандарда да қолданылған, олар арқылы дыбыс жылдамдығынан асып түсетін сынықтар жасалады. Германия Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде вольфрамды танкіге қарсы зеңбіректерге арналған снарядтар жасау үшін қолданды. Бұл снарядтар Герлихтің қысыммен тарылтатын қағидасын пайдаланып, өте жоғары бастапқы жылдамдыққа және салыстырмалы түрде кішкентай калибрлі және жеңіл далалық артиллериядан броньды тебу қабілетін арттырды. Қарулар өте тиімді болды, бірақ снаряд ядросында қолданылатын вольфрамның жетіспеушілігі, оның бір бөлігі Вольфрам дағдарысынан туындады, олардың қолданылуын шектеді. Вольфрам тығыз инертті металл жарылғыш заттарында да қолданылады, онда ол тығыз ұнтақ ретінде қолданылып, жанама зиянды азайтады, сонымен бірге жарылғыш заттардың өліміне тигізетін әсерін арттырады.

Химиялық қолдану

Вольфрам(IV) сульфиді – жоғары температурада майлауға қолданылатын зат және гидродесульфуризациялау катализаторларының құрамына кіреді. Алайда, мұндай қолданыстар үшін MoS2 көбірек таралған. Вольфрам оксидтері керамикалық глазурьдерде, ал кальций/магний вольфраматы флуоресценттік жарықтандыруда кеңінен қолданылады. Кристалл вольфраматы ядролық физика және ядролық медицинада сцинтилляциялық детекторлар ретінде пайдаланылады. Вольфрамнан тұратын басқа тұздар химия және тері өңдеу өнеркәсіптерінде қолданылады. Вольфрамды катализаторлар эпоксидтеу, тотығу және гидрогенолиз реакциялары үшін перспективалы. Вольфрам гетерополиқышқылы көпфункционалды катализаторлардың маңызды құрауышы болып табылады. Вольфраматтарды фотокатализатор ретінде, ал вольфрам сульфидін электрокатализатор ретінде қолдануға болады.

Арнайы мақсаттағы пайдалану

Оның жоғары тығыздығын қажет ететін қолданыстарға салмақтар, қарсы салмақтар, яхталардың балласттық килі, коммерциялық ұшақтардың құйрық балласты, азаматтық және әскери тікұшақтардың роторлық салмақтары, сондай-ақ NASCAR және Формула-1 жарыс машиналарын балластау үшін пайдаланылады. Тығыздығы нашар екі есеге жуық болғандықтан, вольфрам балық аулауға арналған суға батыру құрылғыларына қымбат болса да, балама ретінде қарастырылады. Сонымен қатар, осы мақсаттар үшін кемітілген уран да қолданылады, себебі оның тығыздығы да жоғары. 2012 жылғы Марс ғылыми зертханасының ғарыш кемесінің кіру бөлігінде 75 кг вольфрамнан жасалған блоктар "круиздік тепе-теңдік құрылғылары" ретінде қолданылды. Вольфрам бұрандалауға арналған долы ретінде қолдануға өте ыңғайлы материал, себебі қажетті массаны ықшам түрінде қамтамасыз етеді. Никель, мыс немесе темір қоспасы бар вольфрамның жоғары тығыздықты қорытпалары жоғары сапалы садақ жебелерінде (кішкентай диаметрге және тығыз топтастыруға мүмкіндік беру үшін) немесе жасанды шырыштарда (вольфрамды моншақтар шырыштың тез батуына көмектеседі) қолданылады. Вольфрам SWD M11/9 автоматтарының ату жылдамдығын 1300 айналымнан 700 айналымға дейін төмендету үшін ауыр болт ретінде де қолданылады. Соңғы кезде вольфрам 3D-басып шығару соқпақтарында қолданылуда; вольфрам карбидінің жоғары тозуға төзімділігі мен жылу өткізгіштігі абразивті жіптерді басып шығару сапасын жақсартады. Кейбір ішекті аспаптардың ішектеріне вольфрам қосылады. Вольфрам екі "Вояджер" ғарыш кемесінің Космикалық сәуле жүйесіндегі электрондық телескоптың сәулелерді жұтуына арналған абсорбер ретінде қолданылады.

Алтынның орнын ауыстыру

Алтынға ұқсас тығыздығының арқасында вольфрамды алтын мен платина орнына зергерлік бұйымдарда қолдануға болады. Металл вольфрам аллергия тудырмайды, ал алтын қорытпаларынан берік (вольфрам карбидідей берік болмаса да), сондықтан сызатқа төзімді жүзіктер жасауға ыңғайлы, әсіресе маталданған дизайндар үшін. Вольфрамның тығыздығы алтынға өте жақын болғандықтан (вольфрам тек 0,36%-ға аз тығыз), ал бағасы мың есе арзан болғандықтан, вольфрамды алтын құймаларын жасау үшін де пайдалануға болады. Мысалы, вольфрам құйманы алтынмен қаптау арқылы, мұндай жағдай 1980-жылдардан бері байқалып келеді, немесе бар алтын құймада тесіктер бұрғылап, алынған алтынды вольфрам таяқшалармен ауыстыру. Тығыздықтар толыққанды бірдей емес, сондай-ақ алтын мен вольфрамның басқа да қасиеттері ерекшеленеді, бірақ алтынмен қапталған вольфрам сыртқы тексерулерден өтеді.

Электроника

Жоғары температурада беріктігін сақтап, балқу температурасы жоғары болғандықтан, элементтік вольфрам көптеген жоғары температуралы қолдануларда пайдаланылады, мысалы, қыздырғыш шамдарда, катодты сәулелі түтіктерде және вакуумдық түтіктердің жіптерінде, жылыту элементтерінде және зымыран қозғалтқыштарының соплоларында. Өткізгіштік қасиеттері мен салыстырмалы химиялық инерттілігіне байланысты вольфрам электродтарда, сондай-ақ электронды микроскоптар сияқты өрістік эмиссиялық қаруларды қолданатын электрондық сәулелі құралдардың эмитер ұштарында қолданылады. Электроникада вольфрам кремний диоксиді диэлектрлік материалы мен транзисторлар арасындағы интегралдық схемалардағы байланыс материалы ретінде қолданылады. Ол металл пленкаларында қолданылады, бұл дәстүрлі электроникадағы сымдарды кремний бетіне вольфрамнан (немесе молибденнен) жабылған қабатпен алмастырады. Вольфрамның электрондық құрылымы оны рентген сәулелерін жасаудың негізгі көздерінің біріне айналдырады, сонымен қатар жоғары энергиялы сәулелерден қорғауға да мүмкіндік береді (мысалы, радиофармацевтикалық өнеркәсіпте FDG-ның радиоактивті сынамаларын қорғау үшін). Ол гамма-суреттеуде кодталған диафрагмаларды жасау үшін материал ретінде де қолданылады, себебі оның тамаша қорғау қасиеттері бар. Вольфрам ұнтағы пластик композиттерінде толтырғыш ретінде қолданылады, олар оқтарда, доңғалақтарда және радиациялық қалқандардағы қорғасынның зиянды емес альтернативасы болып табылады. Бұл элементтің жылулық кеңеюі боросиликатты шыныға ұқсас болғандықтан, ол шыныдан металлға жабыс жасау үшін қолданылады.

Наноқиғаштар

Жоғарыдан төменге қарай наноөндіріс процестері арқылы вольфрам наносымдары 2002 жылдан бері жасалып, зерттеліп келеді. Өте жоғары бет-көлем қатынасы, беткі оксид қабатының қалыптасуы және мұндай материалдың монокристаллдығы салдарынан механикалық қасиеттері массивті вольфрамнан түбегейлі түрде өзгешеленеді. Мұндай вольфрам наносымдары наноэлектроникада, сондай-ақ рН зондтары және газ сенсорлары ретінде қолдануға ие. Кремний наносымдары сияқты, вольфрам наносымдары көбінесе вольфрамның массивті прекурсорынан жасалады, одан кейін морфологияны ұзындығы және қатынас көрсеткіші тұрғысынан бақылау үшін термиялық тотығу кезеңі жүргізіледі. Deal-Grove моделін қолдану арқылы осындай термиялық тотығу өңдеуі арқылы жасалған наносымдардың тотығу кинетикасын болжау мүмкін.

Құрылыс энергиясы

Жоғары балқу температурасы және жақсы эрозияға төзімділігінің арқасында вольфрам ядролық синтез реакторларының плазмаға тікелей беттесетін ішкі қабырғасының ең көп тозуға ұшырайтын бөліктері үшін басты кандидат болып табылады. Ол ITER реакторындағы дивертордың плазмаға беттесетін материалы ретінде қолданылады және қазіргі уақытта JET сынақ реакторында пайдаланылуда.

Биологиялық рөлі

Вольфрам, атомдық нөмірі Z = 74, биологиялық тұрғыдан функционалды екені белгілі ең ауыр элемент. Оны кейбір бактериялар мен археялар пайдаланады, бірақ эукариоттарда қолданылмайды. Мысалы, оксидоредуктазалар деп аталатын ферменттер вольфрамды молибденге ұқсас түрде, оны молибдоптеринмен вольфрам птерин кешенінде қолданады (молибдоптерин, аты айтылғанмен қарамастан, молибденді қамтымайды, бірақ тірі организмдерде қолданылатын молибден немесе вольфраммен кешен түзе алады). Вольфрамды қолданатын ферменттер әдетте карбон қышқылдарын альдегидтерге дейін тотықтырады. Вольфрам оксидоредуктазалары тотығу реакцияларын да катализдеуі мүмкін. Вольфрамды қажет ететін алғашқы ашылған фермент селенді де қажет етеді, және осы жағдайда вольфрам-селен жұбы кейбір молибдоптеринді қажет ететін ферменттердегі молибден-күкірт жұбына ұқсас қызмет ете алады. Оксидоредуктазалар отбасының кейде вольфрамды қолданатын ферменттерінің бірі (бактериялық формат дегидрогеназа H) молибдоптериннің селенді молибден нұсқасын пайдаланатыны белгілі. Ацетилен гидратаза – гидратация реакциясын катализдейтін ерекше металлофермент. Екі реакция механизмі ұсынылған, олардың біреуінде вольфрам атомы мен C≡C үш байланысы арасында тікелей өзара әрекеттесу бар. Бактериялардан алынған ксантин дегидрогеназасында вольфрам молибдоптерині және белокқа байланыспаған селен бар екені анықталған, бірақ вольфрам-селен молибдоптерин кешені нақты сипатталмаған. Топырақта вольфрам металы вольфрамат анионына тотығады. Ол кейбір прокариоттық организмдерге таңдап немесе таңдамай импортталуы мүмкін және белгілі бір ферменттерде молибдатты алмастыруы мүмкін. Оның осы ферменттердің әрекетіне әсері кейде тежегіш, ал кейде оң болады. Топырақтың химиялық құрамы вольфрамның полимерленуін анықтайды; сілтілі топырақтар мономерлік вольфраматтарды, ал қышқыл топырақтар полимерлік вольфраматтарды тудырады. Натрий вольфраматы мен қорғасынның жер құрттарына тигізетін әсері зерттелді. Қорғасынның төмен деңгейде де өлімге себеп болатыны анықталды, ал натрий вольфраматы әлдеқайда аз улы, бірақ вольфрамат олардың көбею қабілетін толығымен тежеді. Вольфрам биологиялық мыс метаболизмінің антагонисті ретінде зерттелді, оның әрекеті молибденге ұқсас. Дисплей=1 тұздары тетратиомолибдаттарға ұқсас биологиялық мыс келатациялық химиялық заттары ретінде қолданылуы мүмкін екені анықталды.

Денсаулық факторлары

Вольфрам сирек металл болғандықтан және оның қосылыстары көбінесе инертті болғандықтан, вольфрамның қоршаған ортаға тигізетін әсері шектеулі. Жер қыртысындағы вольфрамның мөлшері шамамен миллионға 1,5 бөлікке тең деп есептеледі. Бұл өте сирек кездесетін элементтердің бірі. Алғашқыда вольфрам салыстырмалы түрде инертті және аз улы металл деп саналды, бірақ 2000 жылдан бастап вольфрам қорытпалары, оның ұнтақтары мен бөлшектері жануарлар мен адамдарда қатерлі ісіктерге және басқа да зиянды әсерлерге себеп болатын қауіптің бар екені in vitro және in vivo тәжірибелерде анықталды. Орташа өлімшіл доза (LD50) жануар түріне және енгізу тәсіліне байланысты өзгереді, 59 мг/кг (венозды, қоян) және 5000 мг/кг (вольфрам металл ұнтағы, ішкі қуысқа, егеуқұйрық) аралығында құбылады. Адамдар жұмыс орнында вольфрамды тыныс арқылы, жұту арқылы, терімен және көзбен тікелей байланыс арқылы сіңіруі мүмкін. Ұлттық еңбек қауіпсіздігі және денсаулықты сақтау институты (NIOSH) 8 сағаттық жұмыс күні үшін 5 мг/м3 және қысқа мерзімдік шекті мөлшерді 10 мг/м3 деп белгілеген.

Танымал мәдениетте

Вольфрам және вольфрам қорытпалары вольфрам текшелері мен шарлары арқылы танымал болды. Бұл танымалдылық 2021 жылдың қазан айында басталды және 2023 жылдың қаңтарында әлеуметтік желілерде тағы да артты. Вольфрамнан жасалған кубтар, шарлар және басқа да нысандардың танымал болуының басты себебі – олардың тығыздығымен байланысты жаңалыққа ие болуы. Құны мен қолжетімділігі тұрғысынан осы тығыздыққа жақын элементтер жоқ, ал кейбіреулері радиоактивті болып келеді.