Kaj je Speiss?

Speiss je stranski produkt pridobivanja čistega bakra, svinca ali druge kovine iz njegove nečiste oblike. Na splošno je sestavljena večinoma iz železa in arzena ter v sledovih drugih mineralov. Uporabljena mešanica nečistih izvornih kovin se imenuje ruda, znanost, ki stoji za tem postopkom ekstrakcije, pa se imenuje metalurgija. Najstarejša oblika metalurgije vključuje “taljenje” rude za pridobivanje. Ta tehnika se uporablja že tisočletja in je še danes pogosta.

Za taljenje kovine delavec združi surove kovinske rude z dodatki in jih segreje na zelo visoke temperature v plavžu. Temperatura je zelo skrbno nadzorovana in temelji na tališču neželenega materiala v peči. Ko je zmes dovolj vroča, se dodatki vežejo z nečistočami, ki jih naravno najdemo v rudi. Ker imajo vse te vezane kemikalije različne teže in temperature vrelišča, se naravno ločijo v različnih plasteh znotraj plavža. Nato jih je mogoče odstraniti in preostali material je zelo čista kovina.

Ko so kovina in njene nečistoče v obliki te plastne vroče tekočine, se imenuje staljena faza. Speiss, običajno sestavljen iz železovega arzenida, se med staljeno fazo dvigne blizu vrha in ga je mogoče odstraniti skupaj z drugimi neželenimi plastmi. Material v nekaterih od teh plasti bo uporabljen v drugem postopku za ekstrakcijo preostalih uporabnih kovin. Nekatere plasti bodo zavržene. Do prejšnjega stoletja je bil speiss običajno zavržen, saj ljudje niso mislili, da ima uporabne industrijske namene.

To prepričanje se je spremenilo, ko je bilo odkrito, da je speiss zelo uporaben pri izdelavi polprevodnikov. Danes številna gospodinjska elektronika, kot so računalniki, telefoni in televizorji, uporablja polprevodnike. So tudi pomemben sestavni del sončnih celic, ker lahko pretvarjajo svetlobno energijo v električno energijo.

Dodatek speiss tranzistorjem polprevodnika omogoča, da je polprevodnik veliko bolj prevoden. Ta proces se imenuje doping tranzistorji. Povečana prevodnost močno izboljša uporabnost polprevodnikov in omogoča, da so veliko manjši.

Leta 2008 je bilo odkrito, da je mogoče železov arzenid speiss uporabiti tudi za izdelavo učinkovitejših superprevodnikov. Superprevodniki zagotavljajo konsistenten tok skoraj brez izgube energije, vendar to običajno lahko storijo le pri zelo nizkih temperaturah. Ko superprevodnik uporablja železov arzenid, lahko deluje pri temperaturah, ki so bližje običajni sobni temperaturi. Procesa znanstveniki še vedno ne razumejo v celoti in se trenutno raziskuje. Superprevodniki še nimajo nobene domače aplikacije, se pa uporabljajo v laboratorijskih okoljih.
Ker je speiss tako pogost in uporaben industrijski stranski produkt, ga bomo še naprej našli na vezjih. Prav tako bo verjetno napajal več elektronike, saj so sončne celice vse bolj priljubljene. Glede na izboljšave zmogljivosti, ki jih je pokazalo v raziskovalnih okoljih, se lahko speiss uporablja v prvem komercialno dostopnem superprevodniku.