近日，中国科学院国家天文台利用郭守敬望远镜（LAMOST）中分辨率巡天的海量光谱数据，该台科研人员精确测量并发布了约45万颗恒星的锂元素丰度数据。这是目前世界上最大规模的锂元素丰度数据，对研究锂元素的起源与演化具有重要的科学意义。相关研究成果在线发表于《天体物理学报增刊》。

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01 455752颗恒星的锂元素丰度

锂元素丰度在恒星、星系以及宇宙学研究中都扮演着非常重要的角色。“但是，大量天文观测表明，锂元素丰度表现出了许多与理论相悖的现象。因此，一个大规模、均匀的恒星锂丰度样本，对于限制和完善锂元素的起源与演化至关重要。”论文共同通讯作者、中国科学院国家天文台研究员施建荣说。

基于LAMOST中分辨率光谱数据，研究人员利用模板匹配方法，在约80万恒星光谱（含重复观测源）中，确定了455752颗恒星的锂元素丰度。这些恒星涵盖了从前主序到巨星的绝大部分恒星演化阶段，并包含了一定比例的星团成员星、贫金属星等有较高研究价值的目标，有望推动锂元素起源和演化研究进入一个新的阶段。审稿人评价该工作提供了“前所未有规模”的样本。

与此同时，这项研究还发现了近1000颗锂元素含量超丰的恒星，并且发现一些未演化恒星也表现出一定程度的锂超丰现象。

施建荣表示，这一成果为揭示恒星中锂元素的起源和演化机制提供了新的机遇，为揭开宇宙中锂元素之谜提供了新窗口。

02 认识锂元素

锂（Lithium）是一种金属元素，位于元素周期表的第二周期IA族，也是化学元素周期表中排位第一的金属元素，元素符号为Li，它的原子序数为3，原子量为6.941。锂单质是一种银白色的、软质的金属，是密度最小的金属。然而，单质锂在自然界中并不多见。它的熔点为181 ℃，沸点为1342 ℃，比热容为3.58 kJ/kg·K，可与水反应。

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通常，IA族的碱金属具有非常明显的金属元素特征，如极易形成+1价阳离子、极低的电负性和第一电离能等。此外，锂原子容易极化其他的分子或离子，自身却不容易受到极化，这一点就影响到它和它的化合物的稳定性。

03 锂的用途

锂广泛应用于电池、陶瓷、玻璃、润滑剂、制冷液、核工业以及光电等行业。随着电脑、数码相机、手机、移动电动工具、移动电源、新能源汽车、现代化工、核电、光伏等产业产品的不断发展，锂已经上升为国家最重视的新时代战略金属之一。目前，电池行业是锂最大的消费领域，玻璃和陶瓷行业成为锂的第二大消费领域。

▼电池制造业

由于很高的能量密度，以及质量轻、体积小、寿命长、性能好、无污染等优点，锂电池甚受青睐。近年来，锂电池在电池领域的占比已经从1997年的7%上升到2013年的35%，被广泛应用到笔记本电脑、手机、数码相机、小型电子器材、航天、机电以及军事通讯等领域。

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▼玻璃制造业

锂精矿或锂化物主要在玻璃熔化过程中起到助熔作用，能够降低玻璃熔化时的温度和熔体的粘度，简化生产流程，降低能耗，延长炉龄，增加产量，改善操作条件，减少污染。在玻璃中添加锂化合物，还能降低玻璃热膨胀的系数，改善玻璃的光洁度，提高玻璃制品强度、延性、耐蚀性及耐热急变性能。

▼陶瓷制造业

加入少量锂辉石的陶瓷，其烧结温度更低、烧结时间更短，制成的陶瓷制品具有更好的流动性和粘着力，更加耐热、耐酸、耐碱、耐磨。目前，含锂辉石陶瓷广泛应用于微波炉托盘、电磁灶面板、汽轮机叶片、火花塞等制品中。

▼润滑脂制造业

锂基润滑脂具有抗氧、耐压、润滑性能好等优点，在-60~300 ℃范围内润滑脂的粘性变化很小。因此，锂基润滑脂被广泛应用于飞机、坦克、火车、汽车部件以及治金、石油化工行业中。

▼冶金产业

锂合金是航空制造业中轻合金、超轻合金、耐磨合金以及其他有色合金的重要组成部分。在合金中加入锂可以大大改善合金性能，例如，锂镁合金是高强度轻质合金，不仅具有良好的导热、导电、延展性，还具有耐腐蚀、耐磨损、抗冲击性能好、抗高速粒子穿透力等特点，被誉为“明天的宇航合金”，被广泛应用到航空航天、国防军工等领域。

锂也是良好的的脱气剂。将锂加入熔融的金属或合金中，锂就会与金属或合金中诸如氢、氧、硫、氮等气体发生反应，生成密度小、熔点低的化合物。这一过程不仅能除去气体，使金属变得更致密，还能消除金属中的气泡以及其他缺陷，从而改善金属的晶粒结构，提高金属的机械性能。除此之外：

金属锂具有热容大、液相温度范围宽、热导率高、粘度低和密度小等性质，在核聚变或核裂变反应堆中用作冷却剂；

溴化锂是一种高效水蒸气吸收剂和空气湿度调节剂，被广泛用于空调、除湿、制冷和空气净化系统；

锂盐肥料可以防治西红柿腐烂和小麦锈穗病；在铝电解槽中添加锂盐，能够提高融盐流动性，降低电解度，节约电能效果显著；

正丁基锂还用作合成苯乙烯、丁二烯醇的引发剂，广泛应用于耐高温和低温的橡胶密封材料和橡胶轮胎，其中橡胶轮胎加入丁基锂可使其寿命提高4倍以上。

文章转自：科普中国