Hva er litium?

Det letteste kjente metallet kan også gjøre humøret ditt lettere. Litium, atom nummer 3, er et element i mange bruksområder. Det brukes til produksjon av fly og i visse batterier. Det brukes også i mental helse: Litiumkarbonat er en vanlig behandling av bipolar lidelse, og hjelper til med å stabilisere ville humørsvingninger forårsaket av sykdommen. 

Litium har en prangende oppdagelseshistorie - bokstavelig talt. En brasiliansk naturforsker og statsmann, Jozé Bonifácio de Andralda e Silva, oppdaget mineralet petalitt (LiAISi4O10) på den svenske øya Utö på 1790-tallet, ifølge Royal Society of Chemistry (RSC). Mineralet er hvitt til grått, men når det kastes i ild, blusser det lys rød. 

I 1817 oppdaget den svenske kjemikeren Johan August Arfwedson at petalitt inneholdt et tidligere ukjent element. Han klarte ikke å isolere metallet helt, men isolerte et av saltene. Navnet, litium, kommer fra "litos", det greske ordet for "stein." 

Det tok til 1855 for noen å isolere litium: Den britiske kjemikeren Augustus Matthiessen og den tyske kjemikeren Robert Bunsen førte strøm gjennom litiumklorid for å skille elementet. 

Fysiske egenskaper

I følge Jefferson National Linear Accelerator Laboratory er litiumets egenskaper:

• Atomnummer (antall protoner i kjernen): 3
• Atomsymbol (på det periodiske elementet): Li
• Atomvekt (atomets gjennomsnittlige masse): 6,941
• Tetthet: 0,534 gram per kubikkcentimeter
• Fase ved romtemperatur: Fast
• Smeltepunkt: 356,9 grader Fahrenheit (180,5 grader Celsius)
• Kokepunkt: 2448 grader Fahrenheit (1342 grader celsius)
• Antall isotoper (atomer av det samme elementet med et annet antall nøytroner): 10; 2 stabil
• Vanlige isotoper: Li-7 (92,41 prosent naturlig overflod), Li-6 (7,59 prosent naturlig overflod)

Hjernen på litium

Litium er et spesielt metall på mange måter. Den er lett og myk - så myk at den kan kuttes med en kjøkkenkniv og så lav tetthet at den flyter på vann. Den er også solid ved et bredt temperaturområde, med et av de laveste smeltepunktene for alle metaller og et høyt kokepunkt. 

Som sitt alkalimetall, reagerer natrium, litium med vann i prangende form. Kombinasjonen av Li og H2O danner litiumhydroksyd og hydrogen, som typisk sprenger i rød flamme. 

Litium utgjør bare 0,0007 prosent av jordskorpen, ifølge Jefferson Lab, og den er bare funnet innelåst i mineraler og salter. Disse saltene har makten til å endre hjernen: Litiumsalter var de første medisinene som ble godkjent av Food and Drug Administration for å behandle mani og depresjon, ifølge National Institute of Mental Health.

I dag er litiumkarbonat den forbindelsen som oftest selges som farmasøytisk. Ingen vet nøyaktig hvordan litium fungerer for å stabilisere humøret. Studier viser flere effekter på nervesystemet. I 2008 rapporterte for eksempel forskere i tidsskriftet Cell at litium avbryter aktiviteten til en reseptor for nevrotransmitteren dopamin. Det ser også ut til å hakke opp hjernevolumet, ifølge en studie fra 2011 i tidsskriftet Biologisk psykiatri (selv om denne forskningen er sterkt omstridt).

I en studie med ormer fant biologer ved MIT at litium hemmer et nøkkelprotein i ormenes hjerne, noe som gjør at nevroner knyttet til en unngåelsesatferd går i dvale. I hovedsak sluttet ormene å unngå skadelige bakterier uten det proteinet. Funnene, som må replikeres hos mennesker, antyder at elementet demper visse nevroner i hjernen og kan ha en beroligende effekt, rapporterte forskerne i 2016 i tidsskriftet Current Biology.

Litium i verdensrommet

Litium, så vel som de første og andre letteste kjemiske elementene (henholdsvis hydrogen og helium), er de eneste elementene som ble opprettet ved fødselen av universet, ifølge NASA. I følge Big Bang Theory skal imidlertid universet inneholde tre ganger så mye litium som det kan redegjøres for i de eldste stjernene, et spørsmål som kalles det manglende litiumproblemet. Denne "manglende litium" -funnet ble først gjort på 1980-tallet, sier Pasquale Serpico, kosmolog ved National Centre for Scientific Research (CNRS) og University of Savoy Mont Blanc i Frankrike. Det skapte en "spenning," sa Serpico, mellom hva Big Bang-dataene og observasjonene fra stjerner fortalte forskere om litiums overflod. 

Astrofysikere fortsetter å forske for å finne dette "manglende" litiumet eller for å forklare hvorfor det mangler. Faktisk fant forskere nylig en gigantisk stjerne som har 3000 ganger mer litium enn normale "giganter", rapporterte de i august 2018 i tidsskriftet Nature Astronomy. De kom med to mulige forklaringer: Den gigantiske stjernen svelget planeten sin og absorberte litiumet ombord; litiumet kan også ha dannet seg i stjernen og nådd overflaten før varmen fra de dype lagene fordampet den, ifølge en uttalelse om funnet.

Mer om litium

• Litium-ion-batterier er nøkkelen til lett, oppladbar strøm til bærbare datamaskiner, telefoner og andre digitale enheter. I følge den amerikanske geologiske undersøkelsen økte Argentina og Chile litiumproduksjonen 15 prosent hver i 2014 alene for å dekke den økende etterspørselen. På verdensbasis hoppet produksjonen 6 prosent det året. 
• Litium og en annen batterikomponent, kobolt, kan bli mangelvare ettersom etterspørselen øker, sa Stefano Passerini og Daniel Buchholz, begge ved Helmholtz Institute Ulm i Tyskland, i en uttalelse som beskriver deres analyse av fremtidig tilgjengelighet av de elementene som ble publisert i 2018 i tidsskriftet. Naturvurderinger Materialer. I tillegg er begge konsentrert i mindre politisk stabile land, avslørte studien. Som sådan oppfordret forskerne utviklingen av nye batteriteknologier basert på andre, ikke-giftige elementer.
• USA har en litiumgruve i Nevada, ifølge USGS. Chile og Australia produserer mest litium i verden.
• Naturlig forekommende litium i drikkevann korrelerer med lavere nivåer av selvmord, ifølge en studie fra 2009 som fremhever litiums rolle i hjernen. Men psykiatere er nøye med å forskrive litium i høye doser, spesielt fordi det kan passere gjennom morkaken og ha ukjente effekter på det utviklende fosteret.  
• På en lettere tone er elementet en del av festlige fyrverkeri-show: En blanding av litium- og strontiumsalter, sammen med noen andre kjemikalier, skaper showets strålende røde farge.

Tilleggsressurser:

• Los Alamos National Laboratory: Litium
• Jefferson Lab: The Element Lithium
• U.S. National Library of Medicine: Litium (medisinering)

Denne artikkelen ble oppdatert 23. oktober 2018 av Managing Editor, Jeanna Bryner.