曾经只有贵族才用得起的“高贵金属”铝，是如何走下“神坛”的？

地壳中铝的含量约为7.7%，仅次于氧和硫，是地壳中含量最丰富的金属元素，是铁的两倍。现在，铝制品随处可见，价格低廉。然而，作为历史上地位和荣耀的象征，铝一直笼罩在神秘的光环中。

“高贵金属”走下“神坛”

我们的祖先很早就知道高岭土是用来做瓷器的。实际上，高岭土是一种重要的铝硅酸盐。早在17世纪，德国化学家斯塔尔就意识到明矾中含有的一种金属具有不同于普通金属的性质。至于铝的发现者，一般认为他们是丹麦化学家厄尔斯泰兹和德国化学家魏勒，因为他们在20世纪20年代用无水氯化铝独立制铝。1854年，法国人德维尔用钠还原无水氯化铝，用工业方法制备铝。但用这种方法生产的金属铝比黄金贵。

法国皇帝拿破仑三世曾用金属铝制作头盔，被称为极为高贵。为了表彰门捷列夫在发现化学元素周期律方面的科学贡献，英国皇家学会授予他一个特别的铝奖杯，这是一项至高无上的荣誉。

1886年，美国化学家霍尔和法国化学家赫洛特独立发明了铝电解法，将贵金属铝推下了“祭坛”。铝制造技术的进步使金属铝价格暴跌，金属铝的应用领域迅速扩大。到20世纪中叶，世界铝产量首次超过铜。铝合金比重小，强度高，不易生锈。可广泛应用于日用炊具、建材、航空航天、船舶工业等诸多领域。

在民用领域，铝合金广泛应用于建筑门窗和铝合金结构件，也用于电力远距离传输系统。在高科技领域，铝合金可作为制造卫星和运载火箭的原材料。据估计，铝合金约占飞机总重量的70%。用铝合金制成的军舰，除航速快外，不易被海水腐蚀。而且，它没有磁性，也不会被磁性地雷发现。因此，它具有重要的军事应用价值。

从“矾书”到“矾食”

在古代，中国宫廷军事斗争中常用的秘密通信方式是“矾书”，即用明矾水写的书信。用明矾水写的字，晾干后不会在纸上留下任何字迹，但如果你把它浸在水里，字迹会立刻显现出来。康熙时期的“矾书事件”是由“矾书”引起的。

明矾又称白矾、钾矾、钾铝矾、钾明矾等，是含有结晶水的硫酸钾和硫酸铝的复合盐。明矾是我国最早广泛使用的盐类化合物之一。即使在今天，它仍然是我们生活中的多面手。首先，明矾具有抗菌作用，可以用于食品保鲜。例如，鸡蛋用6%-7%的明矾溶液浸泡15分钟，取出后保存可以防止鸡蛋变黄；其次，明矾可以作为油炸食品、水产品和豆制品的发酵剂，如日常生活中常用的发酵粉，其中含有明矾；第三，它可以用来保持食物的脆度。

比如果蔬原料经过0.1%的明矾溶液浸泡处理，可以使果蔬产品酥脆可口；第四，软化效果，我们冬天穿皮衣特别容易硬化，如果用1.2%的明矾溶液和0.8%的盐溶液进行适当处理，那么皮衣就会变得柔软舒适；第五，净水，使用明矾进行净水在中国历史悠久。

其原理是明矾在水中电离出的金属离子容易水解，生成的氢氧化铝能吸收水中杂质，使水清澈；六是媒染法染色，历代皇室服饰的所有颜色都取自植物。南方人用素方染色时，需要加入明矾、绿矾或明矾来染丝线或布料。

控铝进入快车道

有研究表明，铝不是人体所需的微量元素，其吸收能力不强。如果长期过量摄入含铝食物，那么积累到一定量就会产生慢性毒性。过量摄入铝通常会导致神经系统损伤，甚至可能增加患老年痴呆症的风险。有报道称，阿尔茨海默病患者脑组织中铝含量是正常人的1.5-30倍，神经纤维缠结区的脑铝含量明显增加。来自国外的公共卫生报告说，在饮用水中铝含量高的地区，老年痴呆症的发病率很高。

1989年，世界卫生组织（who）和联合国粮农组织（FAO）正式确认铝是一种食品污染物，并建议对其进行控制。在中国，公众饮食中的铝摄入量不容乐观。早在2012年，国家食品安全风险评估报告就称，我国40%的食品中铝含量超过国家标准2-9倍。根据世界卫生组织（who）的标准，每人每周（安全）摄入的铝为2mg/kg体重。然而，在中国，超过30%的人摄入了过量的铝。其中，4-6岁儿童的摄入量最高，是安全摄入量的2.6倍。

多年前，卫生部就启动了限制含铝添加剂使用的计划，这是我国为减少居民膳食铝过量摄入而采取的重要措施。新修订的《食品添加剂使用标准》拟修订9种含铝食品添加剂的使用规定，废止3种含铝食品添加剂及其使用规定，其中删除使用硫酸铝钾和硫酸铝铵作为发酵剂在发酵面粉制品中。为保护儿童健康，新标准拟取消在膨化食品中使用12种含铝食品添加剂。其中，涉及的合成着色剂品种包括赤藓糖醇及其铝色淀、靛蓝及其铝色淀、亮蓝及其铝色淀、柠檬黄及其铝色淀、日落黄及其铝色淀、胭脂红及其铝色淀等。

低碳时代的“宠儿”

尽管控制铝添加剂在食品工业中的便利性是必要的，但铝仍然是现代工业中不可替代的宠儿和功臣。

金属的铝具有许多优良的性能，如密度低、导热性好、导电性好、反射性好、易加工等特性决定了它的应用价值。金属铝在铝合金制造中的应用，在现代社会中发挥了更大的作用。虽然纯铝质地柔软，但它的合金强度很高。例如，在铝中加入少量的铜、镁、锰等金属元素，可制成极硬的铝合金。

中国高铁列车的出现与铝合金材料的应用密切相关。据悉，轻量化是高速列车技术突破的重点之一，因为列车运行时，每吨牵引重量消耗约12kw的功率，当列车达到300km/h时，每吨约消耗16-17kw的功率。为了减轻车身重量，提高其耐腐蚀性，高铁“子弹头”的整个车身都涂上了铝合金涂层。由于铝合金的重量远低于钢，有利于降低高速铁路列车的重量和速度，而且铝合金还可以提供良好的气密性。

铝合金在汽车工业中的应用将大大提高燃油经济性。由于铝合金的重量只有钢的三分之一左右，因此它将带来良好的燃油经济性。根据世界铝业协会的报告，车辆重量每减少10%，油耗就可降低8%至10%。同时，汽车工业每使用1kg铝合金，在汽车寿命周期内可减少20 kg的尾气排放。因此，铝合金的应用具有节能减排的双重意义。