原文作者：Catherine Renouf，英國圣安德魯斯大學(xué)化學(xué)院博士生

1863年，在某次原子光譜分析中出現(xiàn)的一道神秘藍線首次揭示了鋅礦石中存在新的未知元素。這個新元素也因其靛藍色的光譜而被命名為：銦（Indium, 來自于英語的靛藍色indigo一詞）。今天它的主要來源仍然是鋅礦石。

觀察到這一藍色譜線并分離出這個新元素的是Ferdinand Reich 和Hieronymus Richter，他們本想在1867年的世博會上展示銦錠；但因為擔(dān)心被偷竊，他們用鉛錠取而代之。觀眾多半輕易被蒙在鼓里，因為這兩種很軟的金屬有著相似的外觀。

那時的人們所不得而知的是，銦有一種與其元素周期表中的近鄰——錫——所共享的獨特性質(zhì)；這兩種金屬在被彎折時會發(fā)出哭泣般的聲音。

此次世博會舉辦50年后，銦仍只是存放在化學(xué)家櫥柜里的奇珍異寶。提純銦的工藝極為復(fù)雜，而人們并沒有想到銦有什么配得上如此繁復(fù)提純工藝的實際用途。因此，當時全球的銦供應(yīng)量僅僅數(shù)以克計。

直到第二次世界大戰(zhàn)期間，銦才有了首次大規(guī)模應(yīng)用：因為其良好的延展性，銦被加工成飛機發(fā)動機軸承的潤滑薄膜層。直到二十世紀五十年代末，潤滑，以及大約同時期出現(xiàn)的第二種銦應(yīng)用——焊接，就是銦僅有的兩種用途。

銦的全球需求量自二十世紀七十年代開始增加。作為一種高效的中子吸收劑，銦被用于制造核反應(yīng)堆的控制棒。其合金的低熔點（某些種類可低至50攝氏度）對焊接很有用，也讓其成為用于熱調(diào)節(jié)器和消防噴淋頭中的高性能保險絲。

但讓銦引起人們廣泛興趣的是在銦錫氧化物(ITO)性能上突破性的發(fā)現(xiàn)。如今，由于ITO在人們生活中所扮演的極其廣泛和常見的角色，美國能源部正在對49號元素日趨枯竭的供應(yīng)提出嚴正預(yù)警。

銦昂貴而又稀有，ITO則脆而易碎、不可彎折，但在克服這些問題后人們能利用ITO制造出高價值的產(chǎn)品，比如觸屏設(shè)備、智能手機和液晶屏電視。ITO是一種獨特的材料，它既導(dǎo)電又透光，而其透光性是上述所有應(yīng)用所需求的關(guān)鍵性能。此外, 它是大多數(shù)太陽能電池的重要組成部分, 無論它們的主成分是何種材料，其外側(cè)吸光層的電路通常都是用透明 ITO實現(xiàn)的。

這種對可見光頻譜范圍的透光性源自它約為 3.3–4.3 eV的寬帶隙。當被制成薄膜時，ITO對可見光的透光率以及導(dǎo)電率都足夠高，從而能夠被應(yīng)用到觸摸屏中。

最早的此類設(shè)備含兩個單獨的 ITO 層，它們之前的互聯(lián)需要通過手寫筆觸發(fā)。但為了更友好、更吸引眼球的用戶體驗，現(xiàn)代設(shè)備已經(jīng)發(fā)展為利用使用者手指的導(dǎo)電性來工作。接觸屏幕上的 ITO 層會改變該特定位置的電容，設(shè)備由此得到一個位置相關(guān)信號。

目前的觸摸屏市場正在迅速增長，雖然我們?nèi)圆淮笄宄虻你焹α坑卸嗌佟驗樗匀恢皇情_采其他金屬（主要是鋅和錫）的副產(chǎn)品，據(jù)估計，銦的供應(yīng)量只夠滿足我們不斷增長的需求至2020年。因此，隨著它越來越稀有，其價格越來越貴亦在預(yù)料之中。

可彎曲顯示屏常被捧為數(shù)碼界的下一個突破性方向，而 ITO 的前述簡單特性并不能很好地適應(yīng)這個新趨勢。雖然 ITO 的脆性對于智能手機預(yù)期數(shù)年的使用壽命不是一個問題，對像更耐用的平板電腦和電子書這樣稍長的使用時間來說，ITO的脆性也可以接受，但它并不能很好地匹配可靈活卷曲產(chǎn)品的需求。

新需求正在驅(qū)動對無銦半導(dǎo)體的研發(fā)探索，比如碳納米管和石墨烯。如果我們想保護銦這種稀缺金屬的儲量，并保證它能以合理價格滿足生產(chǎn)光伏電池——清潔電力的來源之一——的需求，那么去尋求銦的替代物無疑是一件好事。

化學(xué)家在開發(fā) ITO 及其所有的應(yīng)用中都發(fā)揮了巨大的作用，如今我們應(yīng)當再次領(lǐng)航去尋找它的替代品。?

原文以A touch of indium為標題

發(fā)布在2012年9月24日的《自然-化學(xué)》In Your Element上