ما هو نيكل؟
نيكل (رمزه Ni) هو العنصر 28 في الجدول الدوري، وينتمي إلى فلز انتقالي في الدورة 4 والمجموعة 10. متين ومقاوم للتآكل ومغناطيسي — وثاني أكبر مكوّن في الفولاذ المقاوم للصدأ. في درجة حرارة الغرفة، يكون صلباً.
القصة
ماهيّة نيكل وكيف اكتشفناه
النيكل هو الفلز المتين المقاوم للتآكل الذي يحافظ على سير العالم الحديث بسلاسة. هذا الفلز الانتقالي الأبيض الفضي متين ومتعدد الاستخدامات إلى درجة أنه يُستخدم في كل شيء، من العملات المعدنية في جيبك إلى الفولاذ المقاوم للصدأ في المفاعلات النووية. أطلق عمال المناجم الألمان المحبطون عليه اسم "kupfernickel" (نحاس العجوز نيك) لأنهم لم يتمكنوا من استخراج النحاس من الخامات المحتوية على النيكل، وقد أصبح هذا العنصر لا غنى عنه إطلاقاً للتقنيات الحديثة. اكتشفه الكيميائي السويدي Axel Fredrik Cronstedt عام 1751، وقد ظُن في البداية أنه نحاس بسبب مظهره المشابه في الخامات. وما يجعل النيكل مميزاً حقاً هو مقاومته الاستثنائية للتآكل وقدرته على الحفاظ على متانته عند درجات الحرارة القصوى. فهو يتحمل مياه البحر والأحماض والقلويات التي تدمر الفلزات الأخرى، مما يجعله مثالياً للتطبيقات البحرية والمعالجة الكيميائية. إليك ما يجعل النيكل ضرورياً للغاية: فهو المكوّن الأساسي في الفولاذ المقاوم للصدأ، إذ يشكل 8-12% من سبائك الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ. ومن دون النيكل، سيفقد الفولاذ المقاوم للصدأ مقاومته للتآكل ويصبح هشاً. وهذا يعني أن النيكل يمسك بنيتنا التحتية حرفياً معاً، من أحواض المطابخ إلى المصانع الكيميائية ومحطة الفضاء الدولية. يمتلك النيكل أيضاً خصائص مغناطيسية مذهلة. فهو مغناطيسي حديدي مثل الحديد والكوبالت، لكنه يفقد مغناطيسيته عند 358°C (وتسمى درجة حرارة كوري). وتُستخدم هذه الخاصية في أجهزة التحكم الآلي بدرجة الحرارة وأنظمة رشاشات إخماد الحرائق. كما يمتلك النيكل قدرة فريدة على امتصاص غاز الهيدروجين، مما يجعله مفيداً لتخزين الهيدروجين وتطبيقات خلايا الوقود. ومن أروع خصائص النيكل دوره في صناعة السبائك ذات الذاكرة الشكلية مثل Nitinol (نيكل-تيتانيوم). تستطيع هذه "الفلزات الذكية" تذكّر شكلها الأصلي والعودة إليه عند تسخينها، مما يجعلها مثالية للدعامات الطبية وإطارات النظارات وتطبيقات الطيران والفضاء.
اكتشاف نيكل
خام النحاس المخادع
اكتشف Axel Fredrik Cronstedt (1722-1765)، وهو عالم معادن سويدي، النيكل عام 1751 أثناء محاولته استخراج النحاس من خام kupfernickel (المعروف الآن باسم نيكلين، NiAs). وقد أطلق عمال المناجم الألمان على هذا الخام المزعج اسم "kupfernickel" (أي "نحاس الشيطان") لأنه يشبه خام النحاس، لكنه لا يعطي نحاساً وينتج أبخرة زرنيخ سامة عند صهره.
التحقيق المنهجي
كشف تحليل Cronstedt الدقيق أن kupfernickel يحتوي على فلز أبيض غير معروف سابقاً، بخصائص متميزة عن جميع العناصر المعروفة. وشملت تقنيات عزله تحميص الخام لإزالة الزرنيخ، ثم اختزال الأكسيد الناتج بالفحم لإنتاج النيكل الفلزي.
التطور الصناعي
بدأ الإنتاج التجاري للنيكل في ستينيات القرن التاسع عشر مع تطوير معالجة اللاتيريت في كاليدونيا الجديدة. وقد أدى اكتشاف رواسب سودبوري عام 1883 بعد إنشاء السكك الحديدية إلى تحويل النيكل من مادة مثيرة لفضول المختبر إلى مادة صناعية استراتيجية، مما أتاح تطوير الفولاذ المقاوم للصدأ وعلم الفلزات الحديث.