الإربيوم، العنصر رقم 68 في الجدول الدوري.
اكتشافالإربيوممليء بالمنعطفات والتقلبات. في عام ١٧٨٧، في بلدة إيتبي الصغيرة، على بُعد ١٫٦ كيلومتر من ستوكهولم، السويد، اكتُشف معدن أرضي نادر جديد في حجر أسود، سُمي تراب الإيتريوم نسبةً إلى موقع الاكتشاف. بعد الثورة الفرنسية، استخدم الكيميائي موساندر تقنيةً حديثةً لاختزال العناصر.الإيتريوممن تراب الإيتريوم. عند هذه النقطة، أدرك الناس أن تراب الإيتريوم ليس "مكونًا واحدًا" ووجدوا أكسيدين آخرين: يُسمى أكسيد وردي اللونأكسيد الإربيوم، والأرجواني الفاتح يُسمى أكسيد التربيوم. في عام ١٨٤٣، اكتشف موساندر الإربيوم والتربيوملكنه لم يعتقد أن المادتين اللتين عُثر عليهما نقيتان، وربما مخلوطتان بمواد أخرى. في العقود التالية، اكتشف الناس تدريجيًا وجود العديد من العناصر المختلطة فيه، وعُثر تدريجيًا على عناصر معدنية أخرى من مجموعة اللانثانيدات إلى جانب الإربيوم والتيربيوم.
لم تكن دراسة الإربيوم سلسة كاكتشافه. فرغم اكتشاف موساند لأكسيد الإربيوم الوردي عام ١٨٤٣، لم تُحضَّر عينات نقية منه إلا عام ١٩٣٤.معدن الإربيومتم استخلاصها بفضل التحسين المستمر في طرق التنقية. عن طريق التسخين والتنقيةكلوريد الإربيوممع البوتاسيوم، نجح العلماء في اختزال الإربيوم باستخدام معدن البوتاسيوم. ومع ذلك، تتشابه خصائص الإربيوم بشكل كبير مع عناصر اللانثانيدات المعدنية الأخرى، مما أدى إلى ركود دام قرابة 50 عامًا في الأبحاث ذات الصلة، مثل المغناطيسية وطاقة الاحتكاك وتوليد الشرارات. حتى عام 1959، ومع تطبيق البنية الإلكترونية الخاصة لطبقة 4f لذرات الإربيوم في المجالات البصرية الناشئة، حظي الإربيوم باهتمام كبير، وطُوّرت تطبيقات متعددة له.
الإربيوم، أبيض فضي، ذو ملمس ناعم، ولا يُظهر مغناطيسية حديدية قوية إلا عند درجة حرارة قريبة من الصفر المطلق. وهو موصل فائق، ويتأكسد ببطء بالهواء والماء في درجة حرارة الغرفة.أكسيد الإربيوملون أحمر وردي يُستخدم عادةً في صناعة الخزف، وهو طلاء ممتاز. يتركز الإربيوم في الصخور البركانية، وله رواسب معدنية واسعة النطاق في جنوب الصين.
يتميز الإربيوم بخواص بصرية متميزة، إذ يمكنه تحويل الأشعة تحت الحمراء إلى ضوء مرئي، مما يجعله المادة المثالية لصنع كاشفات الأشعة تحت الحمراء وأجهزة الرؤية الليلية. كما أنه أداة ماهرة في كشف الفوتونات، إذ يمكنه امتصاص الفوتونات باستمرار عبر مستويات إثارة أيونية محددة في المادة الصلبة، ثم كشفها وعدّها لإنشاء كاشف فوتونات. مع ذلك، لم تكن كفاءة الامتصاص المباشر للفوتونات بواسطة أيونات الإربيوم الثلاثية عالية. ولم يطور العلماء ليزر الإربيوم إلا في عام ١٩٦٦، وذلك بالتقاط الإشارات الضوئية بشكل غير مباشر عبر أيونات مساعدة، ثم نقل الطاقة إلى الإربيوم.
يشبه مبدأ ليزر الإربيوم مبدأ ليزر الهولميوم، إلا أن طاقته أقل بكثير من طاقة ليزر الهولميوم. يُمكن استخدام ليزر الإربيوم بطول موجي يبلغ 2940 نانومترًا لقطع الأنسجة الرخوة. على الرغم من ضعف قدرة هذا النوع من الليزر في منطقة الأشعة تحت الحمراء المتوسطة على الاختراق، إلا أنه يمتص بسرعة بواسطة الرطوبة في الأنسجة البشرية، مما يحقق نتائج جيدة بطاقة أقل. كما يُمكنه قطع الأنسجة الرخوة وطحنها بدقة، مما يُساعد على التئام الجروح بسرعة. ويُستخدم على نطاق واسع في جراحات الليزر، مثل جراحات تجويف الفم، وإعتام عدسة العين، وجراحات التجميل، وإزالة الندبات، والتجاعيد.
في عام ١٩٨٥، نجحت جامعة ساوثهامبتون في المملكة المتحدة وجامعة نورث إيسترن في اليابان في تطوير مُضخِّم ألياف مُشبَّع بالإربيوم. واليوم، تُنتج شركة ووهان للبصريات في ووهان، مقاطعة هوبي، الصين، هذا المُضخِّم الأليافي المُشبَّع بالإربيوم بشكل مستقل، وتُصدِّره إلى أمريكا الشمالية وأوروبا وغيرها. يُعدُّ هذا التطبيق من أهمِّ الاختراعات في مجال اتصالات الألياف الضوئية، إذ يُمكنه تعويض فقدان الإشارات الضوئية في أنظمة الاتصالات، طالما أنَّ نسبةً مُعيَّنةً من الإربيوم مُشبَّعة. ويُعَدُّ هذا المُضخِّم حاليًا الجهاز الأكثر استخدامًا في مجال اتصالات الألياف الضوئية، حيثُ يُمكِّن من نقل الإشارات الضوئية دون أيِّ ضعف.
وقت النشر: ١٦ أغسطس ٢٠٢٣