Was sind die verschiedenen Verwendungen von Bor?

Bor, obwohl kein gewöhnliches Element auf der Erde als Ganzes, existiert in Form von großen, leicht zugänglichen Vorkommen von Bormineralien in einer Reihe von Gebieten, wodurch es leicht verfügbar ist. Üblicherweise treten diese Ablagerungen in trockenen Gebieten auf und enthalten das Element in Form von wasserlöslichen Boraten. Elementares Bor hat nur wenige kommerzielle Anwendungen, aber die Verwendungen von Borverbindungen, wie Boraten, sind vielfältig. Sie finden sich in industriellen Prozessen, Fertigprodukten und in der Medizin.

Eine der frühesten Verwendungen von Bor in Form von Boraten war in der Keramik, wo es mit Silikaten zu einer harten, transparenten Glasur kombiniert wurde. Eine der wichtigsten Anwendungen von Bor ist heute die Herstellung von Borosilikatglas. Diese Glasart zeichnet sich dadurch aus, dass sie sich beim Erhitzen nur sehr wenig ausdehnt. Daher ist eine Rissbildung bei schnellem Erhitzen oder Abkühlen unwahrscheinlich und ideal geeignet für den Einsatz in Laborglas und Kochgeschirr. Mit diesen Anwendungen ist insbesondere eine bekannte Glaswarenmarke verbunden.

Bor ist ein wesentliches Element für Pflanzen und kann in geringen Mengen Düngemitteln zur Verwendung in Bormangelgebieten zugesetzt werden; zu viel Bor ist jedoch giftig. Seine Rolle, falls vorhanden, bei Tieren wurde nicht eindeutig identifiziert. Das Element gelangt über die Nahrung in den Stoffwechsel, meist in Form von Boraten, und obwohl beim Menschen keine Fälle von Bormangel bekannt sind, kann es in Spuren benötigt werden. Es wurde eine Reihe von Vorteilen für Bor-Ergänzungen in der Ernährung geltend gemacht, aber die Beweise dafür sind nicht schlüssig.

Borverbindungen haben eine geringe Toxizität für Menschen und andere Säugetiere, sind jedoch für viele Insekten, insbesondere Ameisen und Kakerlaken, sehr giftig. Eine Reihe von handelsüblichen Insektiziden enthalten Borsäure oder andere Borverbindungen. Borsäure wird auch häufig als Antiseptikum, Augenspülung und zur Behandlung einiger Hefepilzinfektionen verwendet. Es ist eine sehr schwache Säure und reizt weder Haut noch Augen.

Eine weitere Anwendung von Bor in der Medizin ist eine Krebsbehandlung, die als Bor-Neutronen-Einfang-Therapie (BNCT) bekannt ist. Die Behandlung beinhaltet die Einführung des stabilen Isotops Bor-10 in Krebszellen. Dieses Borisotop kann Neutronen absorbieren, wodurch es ein Alpha-Teilchen und ein Lithium-Ion produziert. Diese Teilchen tragen viel Energie, reisen aber nicht weit; ihre gesamte Energie wird innerhalb der Zielzelle freigesetzt, wodurch diese beschädigt wird, aber benachbarte Zellen unversehrt bleiben. Es ist somit möglich, Tumore zu zerstören, indem man Bor-10 zu einer Verbindung hinzufügt, die von Krebszellen leichter absorbiert wird, und dann den Tumor mit Neutronen beschoss.

In der Industrie wird Bor hauptsächlich in Schleifmitteln und Schneidwerkzeugen verwendet. Zwei Borverbindungen, Borcarbid (B4C) und Bornitrid (BN), zeichnen sich durch ihre extreme Härte aus. Bornitrid ähnelt Kohlenstoff darin, dass es eine graphitartige hexagonale Form und auch eine diamantartige Struktur aufweisen kann. Die hexagonale Form wird in Schmierstoffen verwendet. Wie Kohlenstoff kann es auch zu Nanoröhren und Nanobändern verarbeitet werden, deren elektrische, magnetische und optische Eigenschaften für verschiedene elektronische Anwendungen viel versprechend sind.
Bor-10 wird wegen seiner Fähigkeit, Neutronen zu absorbieren, ohne radioaktive Isotope zu bilden, zu Abschirmungszwecken in Kernreaktoren verwendet. Neodym-Magnete enthalten auch Bor. Borate werden in einer Reihe von Haushaltsreinigungs- und Wäscheprodukten zum Enthärten von hartem Wasser, in Flammschutzmitteln und als grüner Flammenfarbstoff in Pyrotechnik und Notfallfackeln verwendet.