نقره در صنعت چه کاربردهایی دارد؟

وقتی اسم فلز نقره به گوش ما می رسد در اولین تصور زیورآلات نقره به ذهنمان می رسد ولی فلز نقره پرکاربرد ترین فلز در بین تمامی فلزات جهان است دلیل این تقاضای کاربردی به ویژگی های نقره بر میگردد و سبب می شود کاربرد فلز نقره در صنعت و فناوری های نوین نقش به سزایی داشته باشد.

دو خاصیت فلز نقره آن را به فلزی منحصر به فرد تبدیل کرده است. بالاترین رسانایی الکتریکی و رنگ نقره ای که بالاترین بازتاب نورانی را به همراه دارد. ویژگی های دیگر مانند چکش خواری و انعطاف، استحکام، زیبایی و… از دیگر فواید نقره هستند.

کاربرد فلز نقره و تقاضای صنعتی برای نقره

نقره کاربردهای صنعتی زیادی دارد و بیش از نیمی از تقاضای سالانه در سراسر جهان را در پنج سال گذشته به خود اختصاص داده است.

این بدان معناست که رشد اقتصادی می‌تواند بسیار بیشتر از طلا بر قیمت نقره تأثیر بگذارد . تنها ۱۰ تا ۱۵ درصد از تقاضای سالانه طلا در سراسر جهان از مصارف صنعتی ناشی می‌شود و بقیه به جواهرات و شمش نقره برای سرمایه‌گذاری در نقره اختصاص می‌یابد .

به دلیل استحکام فیزیکی، درخشندگی، چکش‌خواری و شکل‌پذیری نقره (می‌توان آن را له کرد یا به شکل دلخواه درآورد)، مردم هزاران سال است که از نقره در جواهرات، ظروف غذاخوری و هنرهای زیبا نیز استفاده می‌کنند. کاربردهای صنعتی از رسانایی نقره (بالاترین رسانایی در بین تمام عناصر برای الکتریسیته و گرما) و همچنین حساسیت آن به نور و خواص ضد باکتریایی آن بهره می‌برند.

امروزه نقره برای لحیم‌کاری و آلیاژهای لحیم‌کاری سخت، باتری‌ها، دندانپزشکی، پوشش‌های شیشه‌ای، تراشه‌های LED، پزشکی، راکتورهای هسته‌ای، عکاسی، انرژی فتوولتائیک (یا خورشیدی)، تراشه‌های RFID (برای ردیابی بسته‌ها یا محموله‌ها در سراسر جهان)، نیمه‌رساناها، صفحات لمسی، تصفیه آب، نگهدارنده‌های چوب و بسیاری دیگر از کاربردهای صنعتی بسیار ارزشمند است. گروه صنعتی مستقر در واشنگتن، موسسه نقره، آن را “فلز ضروری” می‌نامد.

بزرگترین مصرف‌کنندگان نقره برای کاربردهای صنعتی در دهه گذشته ایالات متحده، کانادا، چین، هند، ژاپن، کره جنوبی، آلمان و روسیه بوده‌اند. در طول این مدت، تقاضای نقره از سوی صنایع قدیمی‌تر کاهش یافته و جای خود را به کاربردهای فناوری جدید داده است.

در اینجا به سه کاربرد عمده صنعتی نقره – عکاسی، انرژی خورشیدی و پزشکی – و نحوه تغییر آنها نگاهی می‌اندازیم.

کاربرد فلز نقره در عکاسی

عکاسی قبلاً کاربرد نهایی شماره ۱ نقره بود و از نیترات نقره برای ایجاد کریستال‌های هالید حساس به نور استفاده می‌کرد. این بخش شامل عکاسی مصرفی، هنرهای گرافیکی و رادیوگرافی (اشعه ایکس)، هم در پزشکی و هم در بازرسی صنعتی ماشین‌آلات سنگین می‌شود.

تقاضای نقره برای عکاسی در سال ۱۹۹۹ به اوج خود رسید و ۲۵٪ از کل تولید را تشکیل می‌داد. بازار فیلم در ایالات متحده به تنهایی در آن سال بیش از ۹۳ میلیون اونس نقره مصرف کرد، یعنی بیش از یک اونس از هر ده اونس فروخته شده در سراسر جهان. با این حال، ظرف پنج سال، تقاضای عکاسی به کمتر از ۲۰٪ از کل تقاضا کاهش یافت و تا سال ۲۰۱۳ به ۹٪ رسید.

کاربرد پروفیل در ساختمان‌سازی چیست؟

رشد عکاسی دیجیتال بیشترین نقش را در این کاهش داشته است. عکاسی ثابت مورد استفاده در اشعه ایکس همچنان مصرف کننده بزرگی از نقره است، اما کل تقاضای عکاسی از نظر وزنی نسبت به اوج خود ۷۰ درصد کاهش یافته است.

تقاضای نقره فتوولتائیک (کاربرد فلز نقره در انرژی خورشیدی)

حساسیت نقره به نور، کاربرد رو به رشدی در صنعت فتوولتائیک یا انرژی خورشیدی پیدا کرده است. سلول‌های فتوولتائیک با استفاده از نقره به عنوان جوهر رسانا، نور خورشید را به الکتریسیته تبدیل می‌کنند.

استفاده از انرژی فتوولتائیک اولین بار در سال ۲۰۰۰ بر تقاضای نقره تأثیر گذاشت، درست زمانی که استفاده از آن در صنعت عکاسی رو به کاهش گذاشت، به طوری که این بخش در آن سال ۱ میلیون اونس نقره مصرف کرد. این حتی یک دهم مقدار مصرف صنعت الکترونیک هم نبود، اما تا سال ۲۰۰۸، بخش فتوولتائیک ۱۹ میلیون اونس در سال مصرف می‌کرد، زیرا یارانه‌های عمده دولتی باعث رشد این صنعت در ایالات متحده، اروپای غربی و به ویژه چین شد.

تقاضای فتوولتائیک برای نقره با استفاده از این یارانه‌های مالیات‌دهندگان به شدت افزایش یافت و با نرخ سالانه ۵۰ درصد رشد کرد و شروع به پر کردن شکاف ایجاد شده توسط صنعت رو به زوال عکاسی کرد. اما با کاهش یارانه‌ها در پی بحران مالی و دو برابر شدن قیمت نقره در سال ۲۰۱۱ و رسیدن آن به تقریباً ۵۰ دلار در هر اونس – که اوج تاریخی آن در ژانویه ۱۹۸۰ بود – تقاضای صنعتی نقره به مدت سه سال متوالی کاهش یافت.

قیمت‌های بالاتر به معنای توسعه فناوری برای استفاده کمتر از نقره در تولید همان مقدار انرژی خورشیدی بود. این «صرفه‌جویی» اکنون مقدار نقره را تا ۸۰ درصد در هر سلول خورشیدی نسبت به یک دهه پیش کاهش داده است. بنابراین، با وجود افزایش کل تولید پنل‌های خورشیدی، تقاضای فتوولتائیک ایالات متحده برای نقرا در سال‌های اخیر در واقع کاهش یافته است. در اروپا، آن یارانه‌های دولتی قبلی منجر به تولید بیش از حد عظیم شد و ظرفیت اضافی در صنعت باعث ورشکستگی بسیاری از تولیدکنندگان سلول خورشیدی شد که از رقابت چین نیز آسیب دیدند.

با این حال، طبق گزارش «بررسی‌های جهانی نقره» موسسه نقره، تقاضای جهانی فتوولتائیک برای نقره در طول دهه گذشته با نرخ ترکیبی سالانه ۱۲ درصد افزایش یافته است . چین اکنون با تولید ۶۰ درصد از تولید جهانی، رهبر تولید پنل‌های خورشیدی است. ظرفیت خورشیدی در چین نیز جهش یافته است، به طوری که دولت پکن تنها در سال ۲۰۲۳ حدود ۱۰۰ گیگاوات ظرفیت نصب شده جدید را هدف قرار داده است.

استفاده روزافزون از نقره در پزشکی

از بین تمام عناصر شیمیایی، نقره قوی‌ترین اثر ضدباکتریایی را با کمترین سمیت برای سلول‌های حیوانی دارد. زیرا مانند سایر فلزات گرانبها و گران‌تر، توانایی سلول‌های باکتری را در تشکیل پیوندهای شیمیایی خاص ضروری برای بقای آنها مختل می‌کند. اما سلول‌های انسان و سایر حیوانات دیواره‌های ضخیم‌تری دارند و بنابراین آسیبی نمی‌بینند.

وقتی نقره به آب اضافه می‌شود، یون‌های نقره آزاد می‌کند. این یون‌ها همچنین رشد بیولوژیکی را از بین می‌برند و از آن جلوگیری می‌کنند، که دوباره متابولیسم میکروب‌ها را غیرفعال کرده و مانع عملکرد غشای آنها می‌شود. ارزش این خواص قرن‌هاست که شناخته شده و مورد استفاده قرار گرفته است.

برای مثال، فنیقی‌های باستان دریافتند که می‌توانند آب و سایر مایعات را با نگهداری در بطری‌های روکش نقره تازه نگه دارند. پیشگامان آمریکایی ۳۰۰۰ سال بعد با قرار دادن نقرا در بطری‌های شیر، از اسهال خونی، سرماخوردگی و آنفولانزا جلوگیری کردند. زیست‌کش‌های نقره امروزه در سیستم‌های آب بیمارستان، کاتترها، مبلمان و تقریباً هر ابزاری در اتاق عمل یافت می‌شوند. یونیزاسیون نقره-مس نیز به عنوان یک درمان اولیه برای کنترل طولانی مدت لژیونلا در سیستم‌های خنک‌کننده هوا تأیید شده است.

نیترات نقره در اواخر دهه ۱۸۰۰ برای درمان عفونت‌های چشمی نوزادان تازه متولد شده مورد استفاده قرار می‌گرفت و پزشکان دریافتند که زخم‌ها با پانسمان‌های نقره‌ای سریع‌تر بهبود می‌یابند. این فلز در بخیه‌های زخم‌های جراحی و برای درمان زخم‌های گوارشی استفاده می‌شد – کاربردی که امروزه نیز ادامه دارد و بانداژهای نقره‌ای به ویژه در بهبود زخم‌های قربانیان سوختگی مؤثر بوده‌اند.

در طول دهه ۱۹۲۰، سالانه بیش از ۳ میلیون نسخه برای داروهای حاوی نقره در ایالات متحده تجویز می‌شد. به دلیل معرفی پنی‌سیلین در دهه ۱۹۴۰، آنتی‌بیوتیک‌ها به درمان استاندارد برای عفونت‌های باکتریایی تبدیل شدند و این استفاده از نقره کاهش یافت. اما تحقیقات علمی جدید از آن زمان امکان گسترش مجدد استفاده از نقرا در صنعت پزشکی را فراهم کرده است.

فناوری نانو از نقره به عنوان یک ماده ضدمیکروبی استفاده می‌کند و این فلز را به ذراتی در حد میلیاردم متر تبدیل می‌کند. این نانونقره به عنوان کاتالیزوری برای اکسیداسیون عمل می‌کند و از هوا یا آب اکسیژن تولید می‌کند که غشای دیواره سلولی باکتری‌های تک سلولی را از بین می‌برد. از آنجا که این ماده فقط این واکنش را “روشن” می‌کند، محیط اطراف را آلوده نمی‌کند.

در مجموع، نقره چیزی فراتر از کاربرد تاریخی آن به عنوان یک فلز پولی یا کاربرد مداوم آن در جواهرات و سرمایه‌گذاری است. کاربرد صنعتی و فناوری نقره بیش از نیمی از تقاضای سالانه را تشکیل می‌دهد. این تقاضا نقش مهم و متغیری در تعیین جهت قیمت در درازمدت ایفا می‌کند.