Интересные факты про бор - от древней буры до нанотехнологий и лечения рака

Бор был открыт почти одновременно в 1808 году тремя учеными, работавшими независимо друг от друга: французами Жозефом Луи Гей-Люссаком и Луи Жаком Тенаром, а также англичанином сэром Хэмфри Дэви. Они получили элемент путем электролиза расплавленной борной кислоты (H₃BO₃) с использованием калийной щелочи, хотя никому не удалось выделить его в чистом виде сразу. Интересно, что Дэви первоначально назвал элемент "борацием", но позже остановился на "боре", происходящем от арабского "бурак" и персидского "бурах", обозначавших буру - основной минерал бора.

Несмотря на формальное открытие в 1808 году, чистый бор (чистотой около 99%) впервые удалось получить лишь в 1909 году американскому химику Уизаяму Мартину. Он использовал метод восстановления оксида бора (B₂O₃) парами магния при очень высоких температурах. Процесс был крайне сложен и опасен из-за высокой реакционной способности и взрывоопасности образующегося продукта. Полученный бор представлял собой аморфный порошок темно-коричневого цвета.

Природный бор представлен двумя стабильными изотопами: бор-10 (примерно 19,9%) и бор-11 (примерно 80,1%). Их ядра содержат разное количество нейтронов: 5 и 6 соответственно. Эта разница существенно влияет на их свойства: бор-10 обладает исключительно высоким сечением захвата тепловых нейтронов, что критически важно для ядерной энергетики, в то время как бор-11 практически нейтронно-прозрачен. Разделение этих изотопов - сложный и дорогостоящий процесс.

Бор обладает уникальным свойством - аномально высокой твердостью среди неметаллов. По шкале Мооса его твердость составляет около 9,3, что делает его вторым по твердости природным элементом после углерода (алмаза - 10). Кристаллический бор по твердости уступает только алмазу и кубическому нитриду бора, превосходя корунд (рубин, сапфир - 9) и карбид кремния. Эта твердость обусловлена его сложной ковалентной кристаллической решеткой.

Кристаллическая структура бора необычайно сложна и долгое время была загадкой для ученых. В наиболее стабильной форме (β-ромбоэдрический бор) она состоит из икосаэдров B₁₂ - правильных двадцатигранников, содержащих по 20 треугольных граней и 12 атомов бора в вершинах. Эти икосаэдры объединены в сложную трехмерную сеть, что объясняет его исключительную твердость и высокую температуру плавления (2076 °C).

Химически бор - неметалл, но проявляет некоторые амфотерные свойства, редкие для элементов III группы. Он химически инертен при комнатной температуре, но при нагревании реагирует с кислородом (образуя B₂O₃), галогенами (BX₃), азотом (BN), углеродом (B₄C) и серой. Бор не реагирует с кислотами (кроме концентрированной азотной) и расплавленными щелочами без окислителей. Его соединения часто имеют дефицит электронов, что приводит к образованию уникальных кластеров и ковалентных связей.

Бор образует удивительные соединения с водородом - бораны. Самый простой из них - диборан (B₂H₆). Его структура уникальна: в ней присутствуют так называемые "мостиковые" или "трехцентровые двухэлектронные" связи (3c-2e), где пара электронов связывает сразу три атома (два бора и один водород). Это нетипично для органической химии и объясняется дефицитом электронов. Диборан самовоспламеняется на воздухе и используется в ракетном топливе.

Борная кислота (H₃BO₃) известна с древних времен. Она обладает слабыми антисептическими и противогрибковыми свойствами. Интересно, что она проявляет кислотность не за счет отдачи протона (как обычные кислоты), а за счет присоединения гидроксид-иона (OH^-) с образованием тетраэдрического аниона [B(OH)₄]^-. Это делает ее очень слабой кислотой (pKa ≈ 9,24). Ее водные растворы используют как глазные капли ("борная вода") и для консервации древесины.

Бура (декагидрат тетрабората натрия, Na₂B₄O₇·10H₂O) - одно из важнейших соединений бора. При нагревании она теряет кристаллизационную воду и превращается в стекловидную массу, способную растворять оксиды металлов. Это свойство делает буру незаменимым флюсом при пайке и сварке металлов, особенно меди и серебра. Она также используется при производстве эмалей, глазурей и термостойкого стекла (пирекс).

Нитрид бора (BN) - удивительный аналог углерода. Он существует в нескольких аллотропных модификациях: гексагональной (аналог графита, белый и скользкий, используется как высокотемпературная смазка и в косметике), кубической (аналог алмаза, называемый "боразон" - второй по твердости материал после алмаза) и вюрцитной (тоже очень твердой). Кубический нитрид бора применяется для изготовления режущих инструментов, работающих при температурах, где алмаз окисляется.

Карбид бора (B₄C) - один из самых твердых известных материалов (тверже карбида кремния и оксида алюминия). Его твердость по шкале Мооса составляет около 9,3. Он обладает высокой стойкостью к истиранию и химической инертностью. Благодаря этому, а также низкой плотности, он широко используется в бронежилетах и бронеплитах для защиты от пуль и осколков. Также его применяют в абразивных материалах и соплах для пескоструйной обработки.

Бор является важнейшим микроэлементом для высших растений, хотя его точная биохимическая роль до конца не ясна. Он участвует в формировании клеточных стенок (синтез пектина и лигнина), метаболизме углеводов, делении клеток и развитии репродуктивных органов. Недостаток бора приводит к отмиранию точек роста, ломкости стеблей, плохому завязыванию плодов и семян. Особенно чувствительны к дефициту бора яблони, свекла и люцерна.

Для человека бор не считается эссенциальным (жизненно необходимым) элементом, но исследования показывают его возможную роль в метаболизме кальция, магния и витамина D, влияя на здоровье костей и суставов. Существуют гипотезы о его влиянии на когнитивные функции и уровень гормонов (например, тестостерона). Однако токсическая доза для человека относительно невысока, а его избыток может быть вреден.

Бор-10 обладает уникальным свойством: он эффективно захватывает тепловые (медленные) нейтроны. При захвате нейтрона ядро бора-10 распадается на ядро лития-7 и альфа-частицу (ядро гелия): ¹⁰B + n → ⁷Li + ⁴He + γ. Эта реакция сопровождается выделением значительной энергии. Именно это свойство лежит в основе его применения в системах управления и аварийной защиты ядерных реакторов (борные стержни) и в бор-нейтронозахватной терапии (БНЗТ) рака.

Бор-нейтронозахватная терапия (БНЗТ) - инновационный метод лечения некоторых видов рака (глиобластомы, меланомы, рака головы и шеи). Пациенту вводят препарат, содержащий бор-10, который избирательно накапливается в опухолевых клетках. Затем опухоль облучают потоком тепловых нейтронов. Захват нейтронов ядрами бора-10 вызывает микроядерную реакцию, разрушающую только раковые клетки, содержащие бор, с минимальным повреждением здоровых тканей.

Борное стекло (например, "Пирекс") обладает исключительно низким коэффициентом теплового расширения. Это значит, что оно очень мало расширяется при нагревании и сжимается при охлаждении. Благодаря этому оно выдерживает резкие перепады температур, не трескаясь. Поэтому боросиликатное стекло широко используется для изготовления лабораторной посуды (колбы, стаканы, мерные цилиндры), кухонной посуды для духовок и фар, а также зеркал крупных телескопов.

Бор в виде борного волокна (на основе карбида бора B₄C или элементарного бора, нанесенного на вольфрамовую или углеродную сердцевину) - важный композитный материал в аэрокосмической промышленности. Композиты с борным волокном обладают исключительной удельной прочностью (прочность на единицу веса) и жесткостью. Они используются для изготовления лонжеронов, нервюр и других силовых элементов самолетов (например, истребителей F-14, F-15), лопастей вертолетов и корпусов космических аппаратов.

В микроэлектронике бор является ключевой "примесью" (легирующей добавкой) для кремния. Атомы бора, имеющие на один валентный электрон меньше, чем кремний, создают в кристаллической решетке кремния "дырочную" проводимость (p-тип). Тонкое управление концентрацией бора в кремниевых пластинах позволяет создавать p-n переходы - основу всех диодов, транзисторов и интегральных схем. Процесс введения бора называется ионной имплантацией или диффузией.

Бор содержится в некоторых минералах, наиболее важные из которых - бура (тинал, Na₂B₄O₇·10H₂O), кернит (Na₂B₄O₇·4H₂O), улексит (NaCaB₅O₉·8H₂O), колеманит (Ca₂B₆O₁₁·5H₂O) и ашарит (MgBO₂(OH)). Крупнейшие месторождения боратов находятся в пустыне Мохаве (Калифорния, США - например, рудник Борон), Турции (район Эскишехир и Кырка), Аргентине (Салинас-Грандес) и России (Дальний Восток). Турция в настоящее время - мировой лидер по добыче.

Соединения бора, особенно бораты, находят широкое применение в моющих средствах. Они усиливают действие отбеливателей (перкарбоната натрия), смягчают воду, связывая ионы кальция и магния, обладают буферными свойствами (стабилизируют pH), а также проявляют некоторую антимикробную и антистатическую активность. Бораты используются в стиральных порошках, средствах для мытья посуды и чистящих составах для поверхностей.

Бор образует необычные кластерные соединения, такие как диборан (B₂H₆), тетраборан (B₄H₁₀), пентаборан (B₅H₉, B₅H₁₁) и декаборан (B₁₀H₁₄). Особенно интересны клатраты, например, dodecaborate anion [B₁₂H₁₂]^2-, имеющий форму идеального икосаэдра. Эти соединения часто термически устойчивы, энергоемки (используются как экзотическое ракетное топливо) и являются объектом фундаментальных исследований в неорганической химии.

Борная кислота применяется для консервации древесины от гниения, плесени и насекомых-древоточцев. Пропитка древесины растворами боратов делает ее непригодной для питания грибов и насекомых, при этом бораты малотоксичны для млекопитающих и не имеют сильного запаха. Этот метод используется как для защиты строительной древесины (особенно в местах с высокой влажностью), так и для обработки упаковочных материалов (поддоны, ящики).

Бор участвует в образовании уникального минерала - александрита, разновидности хризоберилла (BeAl₂O₄). Хромофором, ответственным за знаменитый "александритовый эффект" (изменение цвета от зеленого при дневном свете до красного при искусственном), являются ионы хрома Cr³⁺. Однако именно бор, присутствующий в виде микропримеси в кристаллической решетке, влияет на условия кристаллизации и оптические свойства, способствуя проявлению этого редкого феномена.

Оксид бора (B₂O₃) является основным компонентом многих видов стекла и глазурей. Помимо придания термостойкости (как в боросиликатном стекле), он снижает температуру плавления стекольной шихты, повышает блеск и химическую стойкость глазурей, улучшает их сцепление с керамическим черепком. Также B₂O₃ используется в производстве стекловолокна (особенно электроизоляционного) и оптического стекла с особыми показателями преломления.

Бор необходим для нормального развития коралловых рифов. Он входит в состав биогенного карбоната кальция (CaCO₃), из которого строятся скелеты коралловых полипов. Бор способствует формированию прочной кристаллической структуры арагонита - минеральной формы карбоната кальция в кораллах. Дефицит бора в морской воде может замедлять рост рифов и делать их скелеты более хрупкими.

Диборид магния (MgB₂) стал сенсацией в 2001 году, когда было обнаружено, что это относительно простое и недорогое соединение является сверхпроводником с довольно высокой критической температурой (Tс = 39 K или -234 °C). Это рекорд для интерметаллических сверхпроводников. Хотя для работы все еще требуется охлаждение жидким гелием или водородом, MgB₂ перспективен для применения в магнитах медицинских томографов (МРТ) и ускорителях частиц из-за дешевизны и хороших характеристик.

Бор используется в детекторах нейтронов. Детекторы на основе бор-10 (газ BF₃ - фторид бора, обогащенный изотопом ¹⁰B, или твердые слои, содержащие бор) регистрируют нейтроны по заряженным частицам (альфа-частицам и ядрам лития), образующимся в реакции захвата. Такие детекторы широко применяются в ядерной физике, радиационном контроле на АЭС, досмотровых системах для обнаружения делящихся материалов и геофизической разведке.

Бор входит в состав некоторых высокоэнергетических смесей для ракетных топлив и пиротехники. Например, аморфный бор используется как высококалорийное горючее в твердых топливах для ракетных двигателей, так как его горение выделяет много тепла. Бораны (особенно пентаборан B₅H₉) рассматривались как компоненты экзотического ракетного топлива из-за высокой плотности энергии, но их высокая токсичность и самовоспламеняемость ограничили применение.

Борная кислота (H₃BO₃) и бура (Na₂B₄O₇·10H₂O) используются в качестве антипиренов (огнезащитных составов) для текстиля, древесины и целлюлозных материалов. При нагревании они плавятся, образуют стекловидный слой, препятствующий доступу кислорода, выделяют воду, охлаждающую материал, и могут способствовать обугливанию поверхности, создавая защитный барьер. Особенно эффективны для хлопка и древесины.

Бор играет важную роль в метаболизме кальция и формировании костной ткани у позвоночных, включая человека. Он усиливает действие витамина D и способствует усвоению кальция и магния. Исследования показывают, что адекватное потребление бора (1-3 мг/сут) может снижать риск остеопороза и улучшать состояние суставов. Основные пищевые источники бора: фрукты (особенно виноград, яблоки, груши), овощи (листовая зелень), бобовые, орехи и вино.

Бор является компонентом некоторых суперсплавов на основе никеля (например, Hastelloy, Inconel). Даже небольшие добавки бора (сотые доли процента) значительно улучшают жаропрочность и жаростойкость этих сплавов, повышают их сопротивление ползучести (медленной деформации под нагрузкой при высоких температурах) и улучшают свариваемость. Это критически важно для деталей газотурбинных двигателей (лопатки турбин, камеры сгорания) и химических реакторов.

Трифторид бора (BF₃) - важный катализатор в органическом синтезе. Будучи сильным электрофилом (акцептором электронов), он легко образует комплексы с атомами кислорода или азота в органических молекулах (спиртах, эфирах, аминах), активируя их к дальнейшим реакциям: алкилированию Фриделя-Крафтса, полимеризации олефинов (изобутилена), сложноэфирной конденсации, синтезу ацеталей. Это летучий, токсичный и коррозионный газ.

Бор используется в металлургии в качестве раскислителя и легирующей добавки. При выплавке меди и ее сплавов (латунь, бронза) небольшие добавки бора связывают растворенный кислород, предотвращая образование пор и улучшая механические свойства. В стали бор (доли процента) значительно повышает прокаливаемость - глубину закалки, улучшая прочность и износостойкость изделий без существенного удорожания. Бор также вводят в сплавы алюминия для измельчения зерна.

Бор является важным компонентом эмалей для покрытия стальной посуды (кастрюли, сковороды) и санитарно-технических изделий (ванны, раковины). Оксид бора (B₂O₃) в составе фритты (стекловидной основы эмали) снижает температуру плавления эмалевой массы, улучшает ее растекаемость по металлу, повышает блеск, химическую стойкость и адгезию (сцепление с металлической основой). Борсодержащие эмали более долговечны.

Бор образует очень твердые и износостойкие сплавы с переходными металлами. Например, сплавы бора с рением (ReB₂) и с вольфрамом (W₂B₅) обладают твердостью, близкой к кубическому нитриду бора и алмазу. Они синтезируются при высоких давлениях и температурах и перспективны для создания сверхтвердых покрытий режущих инструментов, работающих в экстремальных условиях, где алмаз графитизируется или вступает в реакцию с железом.

Борная кислота и бура используются в составе флюсов для пайки тугоплавких металлов (например, вольфрама, молибдена) и твердых сплавов. Они эффективно растворяют тугоплавкие оксидные пленки на поверхности металлов, обеспечивая хорошее смачивание и растекание припоя. Это критически важно при изготовлении электронных ламп, рентгеновских трубок и инструмента с пластинами из твердых сплавов.

Бор содержится в косметической продукции. Бура используется как эмульгатор и консервант в кремах и лосьонах. Бораты применяются в составе мыла и гелей для душа как буферные агенты, стабилизирующие pH. Нитрид бора (BN) в виде тонкого белого порошка ("белый графит") используется в декоративной косметике (пудра, тени, румяна) благодаря своей шелковистой текстуре, высокой кроющей способности, инертности и способности поглощать избыток кожного сала.

Бор является важным компонентом керамических материалов. Борокарбид (B₄C) и нитрид бора (BN) используются для изготовления керамики с исключительной твердостью, износостойкостью и химической инертностью. Применяются в бронеэлементах, соплах, уплотнительных кольцах, тиглях для плавки активных металлов и в подшипниках, работающих в агрессивных средах без смазки. Бораты добавляют в фаянсовые глазури.

Бор используется в сельском хозяйстве как микроудобрение. Применяется на почвах, бедных доступным бором (часто легкие песчаные или известковые почвы), для предотвращения болезней растений, связанных с его дефицитом (гниль сердечка у корнеплодов, опробковение плодов яблони, пустоцвет у цветной капусты). Вносят в виде растворимых солей (борат натрия, борная кислота) или комплексных удобрений, содержащих бор.

Борные удобрения особенно важны для культур с высоким выносом бора: сахарной свеклы, подсолнечника, люцерны, клевера, яблони, груши, винограда. Недостаток бора у свеклы вызывает гниль сердечка (отмирание точки роста), у подсолнечника - пустые корзинки, у плодовых деревьев - опробковение мякоти плодов. Правильное борное питание повышает урожайность и качество продукции.

Бор может быть токсичен для растений при избытке. Токсичность проявляется в виде краевых ожогов листьев (хлороз, некроз), отмирания листьев, замедления роста. Особенно чувствительны к избытку бора цитрусовые, косточковые плодовые (вишня, персик) и фасоль. Предельно допустимая концентрация бора в оросительной воде для большинства культур составляет 0,3-1 мг/л, для чувствительных - менее 0.3 мг/л.

Бор участвует в реакциях гидроборирования, открытых Гербертом Ч. Брауном (Нобелевская премия по химии 1979 г.). В этих реакциях боргидриды (например, диборан B₂H₆ или производные) присоединяются по двойной связи алкенов с образованием органоборанов. Органобораны, в свою очередь, являются ценными промежуточными продуктами для синтеза спиртов, альдегидов, кетонов, аминов и других классов органических соединений с высокой регио- и стереоселективностью.

Бор используется в производстве изоляционных материалов на основе стекловолокна. Бораты (обычно колеманит или улексит) добавляют в стекольную шихту. Они снижают температуру плавления, улучшают текучесть расплава и придают конечному стекловолокну повышенную устойчивость к влаге, огню и вредителям (грызунам, насекомым). Бор делает утеплитель более долговечным и безопасным.

Борная кислота (H₃BO₃) применяется в ядерных реакторах в качестве растворимого поглотителя нейтронов в теплоносителе первого контура (воде под давлением - PWR). Это один из элементов системы аварийной защиты: при необходимости в активную зону впрыскивается концентрированный раствор борной кислоты ("борная подпитка"), который эффективно гасит цепную реакцию деления благодаря высокому сечению захвата нейтронов бором-10.

Бор используется в производстве постоянных магнитов на основе редкоземельных элементов. Магниты типа Nd-Fe-B (неодим-железо-бор) обладают самой высокой на сегодняшний день магнитной энергией (максимальное произведение BHmax) среди коммерчески доступных магнитов. Добавка бора критически важна для формирования их кристаллической структуры (тетрагональная фаза Nd₂Fe₁₄B), обеспечивающей рекордные магнитные свойства. Такие магниты используются в электродвигателях, наушниках, жестких дисках.

Бор в виде боратов кальция и цинка используется как экологичная замена токсичным антипиренам на основе брома (полибромированные дифениловые эфиры - ПБДЭ) и хлора в пластмассах (полиолефинах, ПВХ, полиамидах), резинах, текстиле и красках. Бораты действуют как конденсированно-фазные антипирены: при нагревании они плавятся, образуя стекловидный защитный слой, препятствующий доступу кислорода и выходу горючих газов.

Бор-10 используется в материалах для радиационной защиты, особенно от нейтронного излучения. Композитные материалы, содержащие порошки обогащенного бором-10 соединений (карбид бора B₄C, борная кислота H₃BO₃) в полимерной матрице (полиэтилене, эпоксидной смоле), эффективно поглощают нейтроны. Такие "борные полимеры" применяются для изготовления защитных экранов, контейнеров для транспортировки радиоактивных материалов, элементов защиты на АЭС и в медицине (БНЗТ).

Бор образует уникальное соединение - бор карбид (B₄C). Помимо исключительной твердости и абразивных свойств, B₄C обладает очень высокой стойкостью к химическим реагентам (кислотам, щелочам) и нейтронопоглощающей способностью (благодаря бору-10). Поэтому он применяется не только в броне и абразивах, но и для изготовления регулирующих стержней, поглощающих элементов и шаров-поглотителей в системах управления ядерных реакторов.

Бор входит в состав некоторых минеральных удобрений в виде боросуперфосфата. Это обычный суперфосфат (Ca(H₂PO₄)₂·H₂O + CaSO₄), обогащенный растворимыми боратами (около 0.2% B). Такое удобрение одновременно обеспечивает растения фосфором, кальцием, серой и бором, что удобно и экономично, особенно на почвах, дефицитных по этим элементам. Используется под основные боролюбивые культуры.

Бор используется в составе специальных стекол для защиты от нейтронного излучения. Стекла, содержащие значительное количество оксидов элементов с высоким сечением захвата нейтронов (бора, кадмия, гадолиния), применяются для смотровых окон в исследовательских реакторах, установках для лучевой терапии и других объектах, где необходим визуальный контроль в условиях нейтронного потока. Боросвинцовые стекла защищают и от гамма-излучения.

Бор в виде аморфного порошка высокой чистоты используется как компонент пиротехнических составов, придающий пламени характерный ярко-зеленый цвет. Зеленые огни фейерверков получают именно благодаря бору. При горении образуются возбужденные молекулы BO₂, которые, переходя в основное состояние, излучают свет в зеленой области спектра (около 546 нм). Требует осторожного обращения из-за токсичности соединений бора.

Бор играет роль в формировании погодных условий. Соединения бора, особенно борная кислота, выделяясь в атмосферу из океана (при испарении брызг) и вулканических газов, могут служить ядрами конденсации для образования капель облаков. Хотя их вклад по сравнению с сульфатами или морской солью невелик, он учитывается в сложных климатических моделях, описывающих формирование облачности и осадков.

Бор в виде бората цинка (2ZnO·3B₂O₃·3.5H₂O) используется как эффективный и экологически безопасный антисептик для защиты древесины от синевы, плесени, грибков и насекомых (включая термитов). Он обладает широким спектром биоцидного действия, нелетуч, не имеет сильного запаха, малотоксичен для млекопитающих и не вызывает коррозии металлических крепежей. Применяется как для внутренних, так и для наружных работ.

Бор является компонентом некоторых видов цемента. Добавка небольших количеств боросодержащих соединений (боратов кальция, борогипса) может регулировать время схватывания цемента (ускорять или замедлять его в зависимости от типа и количества), повышать его раннюю прочность и улучшать устойчивость к сульфатной агрессии. Также бор используется в специальных жаростойких цементах на основе алюминатов кальция.

Бор используется в производстве магнитных носителей информации (жестких дисков - HDD). Сверхтонкие пленки сплава кобальт-хром-платина-бор (CoCrPtB) наносятся на алюминиевую или стеклянную подложку диска. Присутствие бора способствует формированию мелкозернистой, изолированной структуры магнитных доменов, что необходимо для достижения высокой плотности записи данных. Бор повышает коэрцитивную силу материала.

Бор-10 нашел применение в геофизике при нейтронном каротаже скважин. Источник нейтронов (обычно америций-241/бериллий или калифорний-252) и детектор нейтронов (содержащий бор-10) опускают в скважину. По характеру замедления и поглощения нейтронов горной породой определяют ее пористость (содержание водорода, т.е. жидкости) и литологию (наличие элементов-поглотителей, таких как хлор в солях или бор). Это ключевой метод разведки нефти и газа.

Бор в виде нитрида бора (BN) находит применение как сухая высокотемпературная смазка. Гексагональный нитрид бора ("белый графит") имеет слоистую структуру, аналогичную графиту, и отличные смазывающие свойства. Он сохраняет их в вакууме, инертной атмосфере и при температурах до 900°C (в окислительной атмосфере до 500°C), где обычные масла и графит не работают. Используется в высокотемпературных подшипниках, пресс-формах.

Бор в виде боратов используется в составах для консервации древесины методом диффузионной пропитки. Сухие боратные соли (диссодиум октаборат тетрагидрат - DOT, динамон) наносят на поверхность свежеспиленной или влажной древесины. Бораты постепенно растворяются собственной влагой древесины и диффундируют внутрь, обеспечивая долговременную защиту от биоповреждений. Метод прост и экологичен.

Бор является компонентом некоторых типов жаропрочных сталей, используемых в энергетике (трубы пароперегревателей котлов ТЭС и АЭС) и авиастроении. Микродобавки бора (0.001-0.005%) в хромомолибденовых или хромоникелевых сталях существенно повышают их сопротивление ползучести (длительной прочности при высоких температурах под нагрузкой) за счет влияния на структуру границ зерен.

Бор используется в составе специальных стекол для оптоволоконных датчиков температуры и давления. Оптоволокно, легированное ионами бора, меняет свои оптические свойства (коэффициент преломления, спектр люминесценции) в зависимости от температуры и механического напряжения. Такие волокна встраиваются в конструкции самолетов, мостов, ветрогенераторов для непрерывного мониторинга их состояния.

Бор в виде бората стронция (SrB₄O₇) или бората бария (BaB₂O₄ - BBO) используется в нелинейной оптике для генерации второй гармоники света (удвоения частоты). Эти кристаллы обладают высокой нелинейной восприимчивостью и широкой прозрачностью в УФ-диапазоне. Они применяются в мощных лазерных системах для получения зеленого, синего и ультрафиолетового излучения из инфракрасных лазеров (например, Nd:YAG).

Бор-10 используется в детекторах частиц темной материи в подземных экспериментах (например, DAMIC, SuperCDMS). Ядра бора-10 имеют высокое сечение взаимодействия с предполагаемыми частицами темной материи (WIMPs). При взаимодействии возникают ядра отдачи, которые можно зарегистрировать сверхчувствительными детекторами (кремниевыми ПЗС-матрицами или криогенными болометрами). Низкий природный фон делает бор подходящим материалом.