Czyli opowieść zainspirowana Tablicą Mendelejewa

Wybierzmy więc z tej tablicy, dajmy na to,  tytan. Z czym ta nazwa może kojarzyć się nieszczęsnej ofierze doszczętnie zreformowanej edukacji, czyli dzisiejszemu „humaniście”? Najczęściej z dziełem filmowym o podobnie brzmiącym tytule i obsypanym jedenastoma „Oscarami”, bo o wątkach z mitologii greckiej nawet nie warto wspominać. Niemal każdy jakoś kojarzy i potrafi wyobrazić sobie zastosowanie takich metali jak złoto, srebro, miedź, żelazo, chrom czy aluminium, a nawet rozmaite stopy wymienionych. Właściwie nie istnieje sposób, aby nie zetknąć się z nimi w codziennym życiu. Ale tytan?

Niektórzy skojarzą go z zaawansowaną technologią awioniki i lotów kosmicznych. Pewnie także z chirurgią w postaci np. implantów, gwoździ do łączenia złamanych kości czy wysoce specjalistycznych narzędzi. Być może jeszcze jakiś koneser, czy prędzej koneserka, napotkali na ten metal przy okazji wybierania precjozów jubilerskich. A nieliczni,  parający się malarstwem, zetknęli się zapewne z bielą tytanowa, rodzajem farby, której składnikiem jest tlenek tytanu. I w zasadzie to wszystko.  Mało kto zdaje sobie sprawę z tego, że współczesna wersja Tablicy Mendelejewa zawiera prawie 80 metali występujących w przyrodzie (nie licząc ich pierwiastków wytwarzanych sztucznie). Co prawda występują one na ogół w postaci tlenków (rud), czyli konglomeratu różnych pierwiastków, niemniej są to tzw. metale naturalne. A ile z tego mógłby wymienić „z pamięci” przeciętny „humanista”?  Zapewne nie więcej jak 10-15 procent całości. Tym bardziej, iż nazwy wielu z nich są na tyle egzotyczne, że jeśli nie miało się okazji wcześniej z nimi spotkać, to nie wiadomo byłoby nawet czy dotyczą one metali, niemetali czy gazów. W ramach przykładu podam co nieco nazw takich pierwiastków. Tak więc np.:  cez, cer, bar, bor, ind, terb, tor, tal, tul, erb, ren, samar, dysproz. Wszystkie z wymienionych są metalami, składnikami skorupy ziemskiej, choć nie  wymieniłem tu  wszystkich o „dziwnych nazwach”. Na mój gust można znaleźć nazwy jeszcze dziwniejsze, choć może nie każde z takich dziwadeł zasługuje na odrębną opowieść. Ale dlaczego jako temat notki wybrałem akurat tytan?  Od czegoś należało zacząć, a na początek wypadało od pierwiastka  tylko nieco bardziej egzotycznego, gdyż jego rozpowszechnienie w przyrodzie (czytaj: w skorupie ziemskiej) wynosi około dziesięciu procent takiego wskaźnika dla żelaza, a nie zaś w absurdalnej proporcji, jak np. w przypadku dysprozu, który to metal ziem rzadkich jest ponad tysiąc razy rzadziej rozpowszechniony od tytanu.

Po powyższych impresjach przyszła pora aby przedstawić CV głównego bohatera.

Tytan, symbol Ti, to metal o srebrzystobiałym błysku, o liczbie atomowej 22 i liczbie masowej (masa atomowa) 47,88.  Jego temperatura topnienia to  1660 C, zaś wrzenia 3287 C. Gęstość względna wynosi 4,5 g/cm3, co oznacza że warunkach normalnych, czyli temperaturze pokojowej 20 C i ciśnieniu atmosferycznym o wielkości jednej atmosfery ziemskiej 1 decymetr sześcienny tytanu (litr) waży 4.5 kg (woda 1 kg). Dla porównania waga niektórych innych metali : lit – 0,53 kg (najlżejszy),  aluminium – 2,7 kg, żelazo – 7,9 kg, ołów – 11,4 kg, platyna – 21,5 kg, iryd – 22,7 kg (najcięższy).
Do najważniejszych właściwości tytanu należy odporność na korozję, a ponadto wyróżnia ten pierwiastek to, iż spośród wszystkich znanych metali posiada najwyższy stosunek wytrzymałości do masy. Ale jak na metal nie jest dobrym przewodnikiem elektryczności, słabo reaguje na pole magnetyczne (ma właściwości paramagnetyczne). Tytan wchodzi w skład kilku minerałów, z których gospodarczo najważniejsze znaczenia posiada rutyl (TiO2 – tlenek tytanu). Tytan tworzy związki z chlorem, tlenem i azotem. Natomiast promieniotwórcze izotopy tytanu nie znajdują praktycznego zastosowania, gdyż tylko dla jednego z nich okres połowicznego rozpadu wynosi ok. 47 lat, a dla pozostałych czas ten mierzony jest w godzinach, minutach,  sekundach i milisekundach.

Tytuł odkrywcy tytanu przysługuje Williamowi Gregorowi (1761 – 1817), mieszkańcowi Kornwalii, który z funkcji był anglikańskim pastorem (parafia Creed), a z wykształcenia i zamiłowania chemikiem oraz mineralogiem. W 1771 r. odnalazł w okolicach młyna w miejscowości Manaccan (płw. Lizard) minerał w postaci zbitych ziaren czarnego piasku. Po obróbce termicznej okazało się, że niemal połowę składu tego piasku stanowił magnetyt, a niemal drugą połowę czerwonobrunatny proszek zawierający nieznany dotychczas składnik, z którego jednak nie udało mu się wyizolować nowego pierwiastka. Od miejsca znalezienia minerału wielebny Gregor nazwał nowy minerał menachanitem. 
https://www.transceltic.com/cornish/william-gregor-scientist-mineralogist-clergyman-discoverer-of-titanium
https://www.opc-cornwall.org/Par_new/l_m/manaccan.php

Kilka lat później, w 1775 r.  naukowiec-chemik z  Królestwa Prus, Martin Heinrich Klaproth (1743 - 1817), profesor chemii na uniwersytecie w Berlinie  wyodrębnił  z ww. minerału tenże metal i nazwał go tytanem.  Wielebny William Gregor został dopisany jako współodkrywca, natomiast nazwa tytan przetrwała, stając się jedynym „urzędowo” uznanym mianem dla tego  pierwiastka. 
https://www-britannica-com.translate.goog/biography/Martin-Heinrich-Klaproth

Minęło ponad półtora wieku, kiedy pojawiły się możliwości przemysłowego wykorzystania tego trudnego do obróbki metalu, który nie dawał się zespolić normalnym spawaniem, czyli  poprzez lutowanie. Do wynalezienia spawarek laserowych elementy z blach tytanu łączono nitami, co rzecz jasna mogło mieć miejsce tylko w wąskim spektrum zastosowań. Tak więc dopiero po II wojnie światowej tytan wszedł w fazę przemysłowego zastosowania, głównie jako skutek wyścigu militarnego, który wymusił przyspieszony rozwój lotnictwa i broni rakietowej. To raptem niespełna trzy czwarte stulecia temu, a zatem upłynął  zbyt krótki czas, aby metal ten zdążył dorobić się konotacji kulturowych, tak rozbudowanych przy metalach znanych od dziejów pradawnych. I nawet nie jest pewne, czy takowe w ogóle będą mogły być z nim związane. Wszak sfera technologii lotniczych i kosmicznych, w której tytan znalazł szerokie zastosowanie (nie licząc profesjonalnego sprzętu sportowego typu rowery wyścigowe czy górskie) stanowi obszar ściśle strzeżony przed profanami. A jej zasadnicze elementy objęte zostały tajemnicą przemysłową i wojskową. Trudno tu zatem o przeskok do prozaicznej codzienności łączącej się ściśle z żelazem, miedzią czy aluminium, już nie wspominając o złocie i srebrze. Ponadto przemysłowa obróbka tego metalu  stanowi spore wyzwanie technologiczne i finansowe, na które stać z reguły tylko bogate międzynarodowe konsorcja. Jest to kolejna bariera trudna do pokonania przez ewentualnych naśladowców. Oto bowiem w wytwórni Airbus Group, a ściślej w zakładach w których produkuje się pasażerskie odrzutowce tej marki, czyli w dzielnicy Tuluzy o nazwie Blagnac, usytuowanej opodal lotniska Toulouse-Blagnac, spawanie kadłuba samolotu z blach tytanu odbywa się w hangarze, który zostaje napełniony neutralnym gazem argonem, po czym dopiero wkraczają tam ekipy spawaczy w maskach tlenowych ze sterowanymi numerycznie  spawarkami laserowymi o przemysłowej mocy. Technologia takiej obróbki spawalniczej stanowi ściśle pilnowaną tajemnicę, którą przekazuje się wyłącznie w ramach cechu spawaczy, podobnie jak tajniki obróbki diamentów, które udostępnia się jedynie adeptom dokooptowanym do ich gildii.  Z powyższego wynika, iż tytan ma z natury rzeczy niewiele szans, aby móc spoufalić się z człowiekiem w jego codziennym otoczeniu, nie wspominając o  nawiązaniu więzów uczuciowych bądź kulturowych.
https://www.aerocontact.com/en/aerospace-company/company-airbus-group-818/locations

Kanadyjski architekt Frank Owen Gehry (właściwie Efraim Goldberg) dokonał interesującej wersji tych ostatnich, projektując budynek Muzeum Guggenheima w baskijskim Bilbao, gdzie wykorzystał jako wykładziny ścian 33 tysiące tytanowych płyt ledwo półmilimetrowej grubości.  https://plndesign.pl/frank-gehry-sylwetka-i-projekty-wybitnego-architekta/
Futurystyczne i fantazyjne kształty budynku muzealnego możliwe były do realizacji dzięki  wykorzystaniu współczesnej techniki obliczeniowej, która pozwoliła w konstrukcji tej budowli określić dozwolone obciążenia i naprężenia. Architekt przy realizacji zamówienia wykorzystał koniunkturę na rynku metali akurat w momencie, gdy cena tytanu czasowo mocno spadła, w wyniku czego koszt materiału okazał się niższy niż analogiczna jego ilość wykonana ze stalowej blachy nierdzewnej. Budynek muzeum w Bilbao został ukończony w samej końcówce XX stulecia, tj. w 1997 r. Stanowi on świadectwo nowatorstwa architektonicznego minionego stulecia, obok  gmachu opery w Sydney czy  również nowojorskiego Muzeum Guggenheima.
https://www.guggenheim-bilbao.eus/en/the-building
https://www.budowle.pl/budowla/opera-w-sydney
https://www.bryla.pl/muzeum-guggenheima-w-nowym-jorku-budynek-jak-wstega-ikony-architektury

Ciekawa ironia losu była związana z kolejną realizacją architektoniczną Franka Gehry’ego, ukończoną w 2003 r., czyli gmachem Walt Disney Concert Hall w Los Angeles. Tym razem fasada budynku została pokryta blachami ze stali nierdzewnej (tytan bowiem znacząco podrożał), choć początkowy projekt zakładał wyłożenie jej kamiennymi płytami. Ale to jest już dokonanie obecnego wieku, zatem dam szansę na zajmowanie się nim  młodszemu pokoleniu blogerów.
https://losangeles.pl/waltdisney/

Tak czy owak wciąż daleko tytanowi do poufałości z człowiekiem na co dzień, a nie od wielkiego święta. Inną formę konotacji kulturotwórczej dla tytanu proponuje Ann Marie Shilito z Edinburgh College of Art, która wytwarza biżuterię z wykorzystaniem tego metalu, choć z dodaniem dwu innych, bardziej plastycznych (mniej sztywnych), czyli łatwiejszych w obróbce metali. Są to niob i tantal, metale zdecydowanie cięższe od tytanu (tytan – 4,5 g/cm3, niob 8,57 g/cm3, tantal 16,69 g/cm3 ). Ważnym powodem przeprowadzenia wspomnianych fuzji było to, iż lekki tytan był mylony przez klientów z pospolitym i tanim, ale o podobnym kolorze aluminium. Dodatki wspomnianych cięższych metali znacząco poprawiły reputację wytwarzanej przez nią biżuterii.
https://en.wikipedia.org/wiki/Edinburgh_College_of_Art
https://anarkikcreations.co.uk/product-category/jewellery-by-ann-marie-shillito/?v=7885444af42e

Jak z tego wynika, droga tytanu do wejścia w ściślejsze relacje kulturowe z człowiekiem jest jak dotychczas trudna, a zapowiada się także, że będzie nadal taka, a także  raczej długa. Przy czym  wcale nie jest przesądzone, że zostanie zakończona sukcesem.