Bore

Le bore est un élément chimique portant le symbole B et le numéro atomique 5. Produit entièrement par la spallation des rayons cosmiques et des supernovae et non par la nucléosynthèse stellaire, c’est un élément de faible abondance dans le système solaire et dans la croûte terrestre. Le bore est concentré sur Terre par la solubilité dans l’eau de ses composés naturels les plus courants, les minéraux borates. Ceux-ci sont exploités industriellement sous forme d'évaporites, comme le borax et la kernite. Les plus grands gisements de bore connus se trouvent en Turquie, le plus grand producteur de minéraux de bore.

Le bore élémentaire est un métalloïde que l’on trouve en petites quantités dans les météorites, mais le bore chimiquement non combiné ne se trouve pas autrement à l'état naturel sur Terre. Industriellement, le bore très pur est produit avec difficulté en raison de la contamination réfractaire par le carbone ou d’autres éléments. Il existe plusieurs allotropes du bore : le bore amorphe est une poudre brune ; le bore cristallin est argenté à noir, extrêmement dur (environ 9,5 sur l'échelle de Mohs), et un mauvais conducteur électrique à température ambiante. Le bore élémentaire est principalement utilisé comme filaments de bore, avec des applications similaires à celles des fibres de carbone dans certains matériaux à haute résistance.

Le bore est principalement utilisé dans des composés chimiques. Environ la moitié de tout le bore consommé dans le monde est un additif dans la fibre de verre pour les matériaux d’isolation et de construction. Il est ensuite utilisé dans les polymères et les céramiques pour la fabrication de matériaux réfractaires et structurels légers et très résistants. Le verre borosilicaté est recherché pour sa plus grande solidité et sa résistance aux chocs thermiques que le verre sodocalcique ordinaire. Le bore sous forme de perborate de sodium est utilisé comme agent de blanchiment. Une petite quantité de bore est utilisée comme dopant dans les semi-conducteurs, et comme intermédiaire réactif dans la synthèse de produits chimiques organiques fins. Quelques produits pharmaceutiques organiques contenant du bore sont utilisés ou à l'étude. Le bore naturel est composé de deux isotopes stables, dont l’un (bore-10) a plusieurs utilisations comme agent de capture des neutrons.

En biologie, les borates ont une faible toxicité chez les mammifères (similaire au sel de table), mais sont plus toxiques pour les arthropodes et sont utilisés comme insecticides. L’acide borique est légèrement antimicrobien, et plusieurs antibiotiques organiques naturels contenant du bore sont connus. Le bore est un élément nutritif essentiel pour les plantes et les composés du bore tels que le borax et l’acide borique sont utilisés comme engrais en agriculture, bien qu’ils ne soient nécessaires qu’en petites quantités, l’excès étant toxique. Les composés du bore jouent un rôle de renforcement dans les parois cellulaires de toutes les plantes. Il n’y a pas de consensus sur la question de savoir si le bore est un nutriment essentiel pour les mammifères, y compris les humains, bien qu’il existe des preuves qu’il favorise la santé des os.

Histoire

Le mot bore a été créé à partir du borax, le minéral dont il a été isolé, par analogie avec le carbone, auquel le bore ressemble chimiquement.

Le borax, sa forme minérale alors connue sous le nom de tincal, a été utilisé en Chine à partir de 300 apr. J.-C., et une partie du borax brut a atteint l’Occident, où l’alchimiste Perso-Arabe Jābir ibn Hayyān l’aurait mentionné en 700 apr. Marco Polo a ramené des émaux en Italie au XIIIe siècle. Agricola, vers 1600, rapporte l’utilisation du borax comme fondant dans la métallurgie. En 1777, l’acide borique a été reconnu dans les sources chaudes (soffioni) près de Florence, en Italie, et est devenu connu sous le nom de sal sedativum, avec des utilisations principalement médicales. Le minéral rare est appelé sassolite, que l’on trouve à Sasso, en Italie. Sasso a été la principale source de borax européen de 1827 à 1872, lorsque des sources américaines l’ont remplacé. Les composés de bore ont été relativement peu utilisés jusqu'à la fin des années 1800, lorsque la Pacific Coast Borax Company de Francis Marion Smith les a popularisés pour la première fois et les a produits en volume à faible coût.

Le bore n’a pas été reconnu comme un élément jusqu'à ce qu’il soit isolé par Sir Humphry Davy et par Joseph Louis Gay-Lussac et Louis Jacques Thénard. En 1808, Davy observe que le courant électrique envoyé à travers une solution de borates produit un précipité brun sur l’une des électrodes. Dans ses expériences ultérieures, il a utilisé le potassium pour réduire l’acide borique au lieu de l'électrolyse. Il produisit suffisamment de bore pour confirmer un nouvel élément et donna le nom de boracium à cet élément. Gay-Lussac et Thénard ont utilisé le fer pour réduire l’acide borique à haute température. En oxydant le bore avec de l’air, ils ont montré que l’acide borique est un produit d’oxydation du bore. Jöns Jacob Berzelius a identifié le bore comme un élément en 1824. Le bore pur a sans doute été produit pour la première fois par le chimiste américain Ezekiel Weintraub en 1909.

Présence naturelle

Le bore est rare dans l’Univers et le système solaire en raison de la formation de traces dans le Big Bang et dans les étoiles. Il est formé en quantités mineures dans la nucléosynthèse par spallation des rayons cosmiques et peut être trouvé non combiné dans la poussière cosmique et les matériaux météoriques.

Dans l’environnement à forte teneur en oxygène de la Terre, le bore est toujours trouvé complètement oxydé en borate. Le bore n’apparaît pas sur Terre sous forme élémentaire. Des traces extrêmement faibles de bore élémentaire ont été détectées dans le régolithe lunaire.

Bien que le bore soit un élément relativement rare dans la croûte terrestre, ne représentant que 0,001 % de la masse de la croûte, il peut être fortement concentré par l’action de l’eau, dans laquelle de nombreux borates sont solubles. On le trouve naturellement combiné dans des composés tels que le borax et l’acide borique (que l’on trouve parfois dans les eaux de source volcaniques). Une centaine de minéraux borates sont connus.

Le 5 septembre 2017, des scientifiques ont rapporté que le rover Curiosity avait détecté sur la planète Mars du bore, un ingrédient essentiel à la vie sur Terre. Une telle découverte, ainsi que d’autres découvertes antérieures selon lesquelles de l’eau aurait pu être présente sur l’ancienne planète Mars, confirme la possibilité d’une habitabilité précoce du cratère de Gale sur Mars.

Production

Les sources économiquement importantes de bore sont les minéraux colemanite, rasorite (kernite), ulexite et tincal. Ensemble, ils constituent 90 % du minerai contenant du bore extrait. Les plus grands gisements mondiaux de borax connus, dont beaucoup sont encore inexploités, se trouvent dans le centre et l’ouest de la Turquie, notamment dans les provinces de Eskişehir, Kütahya et Balıkesir. Les réserves mondiales prouvées de minerai de bore dépassent un milliard de tonnes métriques, pour une production annuelle d’environ quatre millions de tonnes.

La Turquie et les États-Unis sont les plus grands producteurs de produits à base de bore. La Turquie produit environ la moitié de la demande annuelle mondiale, par l’intermédiaire d’Eti Mine Works (en turc : Eti Maden İşletmeleri), une entreprise minière et chimique publique turque qui se concentre sur les produits à base de bore. Elle détient un monopole gouvernemental sur l’exploitation des minéraux de borate en Turquie, qui possède 72 % des gisements connus dans le monde. En 2012, elle détenait 47 % de la production mondiale de minéraux de borate, devant son principal concurrent, le groupe Rio Tinto.

Près d’un quart (23 %) de la production mondiale de bore provient de la seule mine de Rio Tinto Borax (également connue sous le nom de mine américaine de borax) 35°2′34.447″N 117°40′45.412″W près de Boron, en Californie.

Tendance du marché

Le coût moyen du bore cristallin est de 5 $/g. Le bore libre est principalement utilisé dans la fabrication de fibres de bore, où il est déposé par dépôt chimique en phase vapeur sur un noyau de tungstène (voir ci-dessous). Les fibres de bore sont utilisées dans des applications composites légères, telles que les rubans à haute résistance. Cette utilisation ne représente qu’une très petite fraction de l’utilisation totale du bore. Le bore est introduit dans les semi-conducteurs sous forme de composés de bore, par implantation ionique.

On estime que la consommation mondiale de bore (presque entièrement sous forme de composés du bore) était d’environ 4 millions de tonnes de B2O3 en 2012. Les capacités d’extraction et de raffinage du bore sont considérées comme suffisantes pour répondre aux niveaux de croissance attendus au cours de la prochaine décennie.

La forme sous laquelle le bore est consommé a changé au cours des dernières années. L’utilisation de minerais comme la colémanite a diminué à la suite de préoccupations concernant la teneur en arsenic. Les consommateurs se sont tournés vers l’utilisation de borates et d’acide borique raffinés, dont la teneur en polluants est plus faible.

La demande croissante d’acide borique a conduit un certain nombre de producteurs à investir dans des capacités supplémentaires. La société publique turque Eti Mine Works a ouvert une nouvelle usine d’acide borique d’une capacité de production de 100 000 tonnes par an à Emet en 2003. Le groupe Rio Tinto a augmenté la capacité de son usine de bore de 260 000 tonnes par an en 2003 à 310 000 tonnes par an en mai 2005, et prévoit de la porter à 366 000 tonnes par an en 2006. Les producteurs chinois de bore n’ont pas été en mesure de répondre à la demande croissante de borates de haute qualité. Les importations de tétraborate de sodium (borax) ont donc été multipliées par cent entre 2000 et 2005 et les importations d’acide borique ont augmenté de 28 % par an au cours de la même période.

L’augmentation de la demande mondiale a été alimentée par les taux de croissance élevés de la production de fibres de verre, de fibres de verre et de verres borosilicatés. Une augmentation rapide de la fabrication de fibres de verre contenant du bore en Asie a compensé le développement de fibres de verre sans bore en Europe et aux États-Unis. Les récentes hausses des prix de l'énergie pourraient entraîner une plus grande utilisation de la fibre de verre de qualité isolante, avec pour conséquence une augmentation de la consommation de bore. Roskill Consulting Group prévoit que la demande mondiale de bore augmentera de 3,4 % par an pour atteindre 21 millions de tonnes d’ici 2010. La plus forte croissance de la demande devrait se produire en Asie, où la demande pourrait augmenter de 5,7 % par an en moyenne.

Utilisation économique

Presque tout le minerai de bore extrait de la Terre est destiné à être raffiné en acide borique et en tétraborate de sodium pentahydraté. Aux États-Unis, 70 % du bore est utilisé pour la production de verre et de céramique. La principale utilisation industrielle mondiale des composés du bore (environ 46 % de l’utilisation finale) est la production de fibres de verre pour les fibres de verre isolantes et structurelles contenant du bore, en particulier en Asie. Le bore est ajouté au verre sous forme de pentahydrate de borax ou d’oxyde de bore, pour influencer la résistance ou les qualités de flux des fibres de verre. Le verre borosilicaté, utilisé dans la fabrication d’articles en verre à haute résistance, représente 10 % de la production mondiale de bore. Environ 15 % du bore mondial est utilisé dans les céramiques au bore, y compris les matériaux super-durs dont il est question ci-dessous. L’agriculture consomme 11 % de la production mondiale de bore, et les agents de blanchiment et les détergents environ 6 %.

Fibre de bore élémentaire

Les fibres de bore (filaments de bore) sont des matériaux légers et très résistants qui sont utilisés principalement pour les structures aérospatiales avancées en tant que composants de matériaux composites, ainsi que pour les biens de consommation et de sport à production limitée tels que les clubs de golf et les cannes à pêche. Les fibres peuvent être produites par dépôt chimique en phase vapeur de bore sur un filament de tungstène.

Les fibres de bore et les ressorts en bore cristallin de taille submillimétrique sont produits par dépôt chimique en phase vapeur assisté par laser. La translation du faisceau laser focalisé permet de produire des structures hélicoïdales même complexes. Ces structures présentent de bonnes propriétés mécaniques (module élastique 450 GPa, déformation de rupture 3,7 %, contrainte de rupture 17 GPa) et peuvent être utilisées pour renforcer des céramiques ou des systèmes micromécaniques.

Fibre de verre borée

La fibre de verre est un polymère renforcé par des fibres de plastique renforcé par des fibres de verre, généralement tissées en un tapis. Les fibres de verre utilisées dans ce matériau sont faites de différents types de verre selon l’utilisation de la fibre de verre. Ces verres contiennent tous de la silice ou du silicate, avec des quantités variables d’oxydes de calcium, de magnésium et parfois de bore. Le bore est présent sous forme de borosilicate, de borax ou d’oxyde de bore, et est ajouté pour augmenter la résistance du verre, ou comme fondant pour diminuer la température de fusion de la silice, qui est trop élevée pour être facilement travaillée dans sa forme pure pour fabriquer des fibres de verre.

Les verres hautement boratés utilisés dans la fibre de verre sont le verre E (nommé pour l’usage “électrique”, mais maintenant la fibre de verre la plus courante pour l’usage général). Le verre E est un verre alumino-borosilicaté contenant moins de 1 % p/p d’oxydes alcalins, principalement utilisé pour les plastiques renforcés de verre. Les autres verres courants à haute teneur en bore comprennent le verre C, un verre alcalino-calcique à haute teneur en oxyde de bore, utilisé pour les fibres de verre discontinues et l’isolation, et le verre D, un verre borosilicaté, nommé ainsi en raison de sa faible constante diélectrique).

Toutes les fibres de verre ne contiennent pas de bore, mais à l'échelle mondiale, la plupart des fibres de verre utilisées en contiennent. En raison de l’utilisation omniprésente de la fibre de verre dans la construction et l’isolation, les fibres de verre contenant du bore consomment la moitié de la production mondiale de bore et constituent le plus grand marché commercial de bore.

Verre borosilicaté

Le verre borosilicaté, qui se compose généralement de 12 à 15 % de B2O3, 80 % de SiO2 et 2 % de Al2O3, a un faible coefficient de dilatation thermique, ce qui lui confère une bonne résistance aux chocs thermiques. Les marques “Duran” de Schott AG et Pyrex de Owens-Corning sont deux grandes marques de ce verre, utilisé à la fois dans la verrerie de laboratoire et dans les ustensiles de cuisine et de cuisson des consommateurs, principalement pour cette résistance. Céramique au carbure de bore

Plusieurs composés du bore sont connus pour leur dureté et leur ténacité extrêmes. Le carbure de bore est un matériau céramique obtenu par la décomposition de B2O3 avec du carbone dans un four électrique :

2 B2O3 + 7 C → B4C + 6 CO

La structure du carbure de bore n’est que d’environ B4C, et elle montre un net appauvrissement du carbone à partir de ce rapport stoechiométrique suggéré. Cela est dû à sa structure très complexe. La substance peut être observée avec la formule empirique B12C3 (c’est-à-dire avec le dodécaèdre B12 comme motif), mais avec moins de carbone, car les unités C3 suggérées sont remplacées par des chaînes C-B-C, et quelques octaèdres (B6) plus petits sont également présents (voir l’article sur le carbure de bore pour l’analyse structurelle). Le polymère répétitif plus la structure semi-cristalline du carbure de bore lui confère une grande résistance structurelle par poids. Il est utilisé dans les blindages de chars, les gilets pare-balles et de nombreuses autres applications structurelles.

La capacité du carbure de bore à absorber les neutrons sans former de radionucléides à longue durée de vie (en particulier lorsqu’il est dopé avec du bore-10 supplémentaire) rend le matériau attrayant en tant qu’absorbant pour les radiations neutroniques provenant des centrales nucléaires. Les applications nucléaires du carbure de bore comprennent le blindage, les barres de contrôle et les pastilles d’arrêt. Dans les barres de contrôle, le carbure de bore est souvent pulvérisé pour augmenter sa surface.

Métallurgie

Le bore est ajouté aux aciers au bore à raison de quelques parties par million pour augmenter la trempabilité. Des pourcentages plus élevés sont ajoutés aux aciers utilisés dans l’industrie nucléaire en raison de la capacité du bore à absorber les neutrons.

Le bore peut également augmenter la dureté de surface des aciers et des alliages grâce à la boruration. En outre, les borures métalliques sont utilisées pour le revêtement des outils par dépôt chimique en phase vapeur ou par dépôt physique en phase vapeur. L’implantation d’ions de bore dans les métaux et les alliages, par implantation d’ions ou dépôt par faisceau d’ions, entraîne une augmentation spectaculaire de la résistance et de la microdureté de surface. L’alliage par laser a également été utilisé avec succès dans le même but. Ces borures sont une alternative aux outils revêtus de diamant, et leurs surfaces (traitées) ont des propriétés similaires à celles du borure en vrac.

Par exemple, le diborure de rhénium peut être produit à la pression ambiante, mais il est plutôt cher à cause du rhénium. La dureté du ReB2 présente une anisotropie considérable en raison de sa structure hexagonale en couches. Sa valeur est comparable à celle du carbure de tungstène, du carbure de silicium, du diborure de titane ou du diborure de zirconium. De même, les composites AlMgB14 + TiB2 possèdent une dureté et une résistance à l’usure élevées et sont utilisés soit en vrac, soit comme revêtement pour les composants exposés à des températures élevées et à des charges d’usure.

Formulations de détergents et agents de blanchiment

Le borax est utilisé dans divers produits de lessive et de nettoyage ménagers, notamment dans le booster de lessive “20 Mule Team Borax” et le savon en poudre pour les mains “Boraxo”. Il est également présent dans certaines formules de blanchiment des dents.

Le perborate de sodium sert de source d’oxygène actif dans de nombreux détergents, lessives, produits de nettoyage et agents de blanchiment du linge. Cependant, malgré son nom, l’eau de Javel “Borateem” ne contient plus de composés de bore, et utilise plutôt du percarbonate de sodium comme agent de blanchiment. Insecticides

L’acide borique est utilisé comme insecticide, notamment contre les fourmis, les puces et les blattes.

Semi-conducteurs

Le bore est un dopant utile pour les semi-conducteurs tels que le silicium, le germanium et le carbure de silicium. Ayant un électron de valence de moins que l’atome hôte, il donne un trou résultant en une conductivité de type p. La méthode traditionnelle d’introduction du bore dans les semi-conducteurs est la diffusion atomique à haute température. Ce procédé utilise des sources de bore solides (B2O3), liquides (BBr3) ou gazeuses (B2H6 ou BF3). Cependant, après les années 1970, il a été remplacé par l’implantation ionique, qui repose principalement sur le BF3 comme source de bore. Le trichlorure de bore gazeux est également un produit chimique important dans l’industrie des semi-conducteurs, mais pas pour le dopage, mais plutôt pour la gravure par plasma des métaux et de leurs oxydes. Le triéthylborane est également injecté dans des réacteurs de dépôt en phase vapeur comme source de bore. Les exemples sont le dépôt par plasma de films de carbone dur contenant du bore, de films de nitrure de silicium-nitrure de bore, et pour le dopage de films de diamant avec du bore.

Aimants

Le bore est un composant des aimants au néodyme (Nd2Fe14B), qui sont parmi les plus puissants des aimants permanents. On trouve ces aimants dans divers dispositifs électromécaniques et électroniques, tels que les systèmes d’imagerie médicale par résonance magnétique (IRM), dans des moteurs et des actionneurs compacts et relativement petits. Par exemple, les disques durs d’ordinateurs, les lecteurs de CD (disques compacts) et de DVD (disques numériques polyvalents) utilisent des moteurs à aimants néodyme pour fournir une puissance de rotation intense dans un ensemble remarquablement compact. Dans les téléphones portables, les aimants “Neo” fournissent le champ magnétique qui permet à de minuscules haut-parleurs de délivrer une puissance audio appréciable. Blindage et absorbeur de neutrons dans les réacteurs nucléaires

Le blindage au bore est utilisé comme contrôle pour les réacteurs nucléaires, profitant de sa grande section transversale pour la capture des neutrons.

Dans les réacteurs à eau pressurisée, une concentration variable d’acide boronique dans l’eau de refroidissement est utilisée comme poison neutronique pour compenser la réactivité variable du combustible. Lorsque de nouveaux crayons sont insérés, la concentration d’acide boronique est maximale, et elle est réduite pendant la durée de vie.

Autres utilisations non médicales

  • En raison de sa flamme verte caractéristique, le bore amorphe est utilisé dans les fusées pyrotechniques.
  • Les adhésifs à base d’amidon et de caséine contiennent du tétraborate de sodium décahydraté (Na2B4O7-10 H2O)
  • Certains systèmes anticorrosion contiennent du borax.
  • Les borates de sodium sont utilisés comme flux pour le soudage de l’argent et de l’or et avec le chlorure d’ammonium pour le soudage des métaux ferreux. Ils sont également des additifs ignifuges pour les articles en plastique et en caoutchouc.
  • L’acide borique (également connu sous le nom d’acide orthoborique) H3BO3 est utilisé dans la production de fibres de verre textiles et d'écrans plats, ainsi que dans de nombreux adhésifs à base de PVAc et de PVOH.
  • Le triéthylborane est une substance qui enflamme le carburant JP-7 des turboréacteurs Pratt & Whitney J58 qui équipent le Lockheed SR-71 Blackbird. Il a également été utilisé pour allumer les moteurs F-1 de la fusée Saturn V utilisée par les programmes Apollo et Skylab de la NASA de 1967 à 1973. Aujourd’hui, SpaceX l’utilise pour allumer les moteurs de sa fusée Falcon 9. Le triéthylborane est adapté à cette utilisation en raison de ses propriétés pyrophoriques, notamment le fait qu’il brûle à très haute température. Le triéthylborane est un initiateur industriel de réactions radicales, où il est efficace même à basse température.
  • Les borates sont utilisés comme agents de préservation du bois sans danger pour l’environnement.

Applications pharmaceutiques et biologiques

L’acide borique a des propriétés antiseptiques, antifongiques et antivirales. C’est pourquoi il est utilisé comme clarificateur dans le traitement de l’eau des piscines. Des solutions douces d’acide borique ont été utilisées comme antiseptiques pour les yeux.

Bortézomib (commercialisé sous les noms de Velcade et Cytomib). Le bore apparaît comme un élément actif dans son premier produit pharmaceutique organique approuvé dans le bortézomib pharmaceutique, une nouvelle classe de médicaments appelés inhibiteurs du protéasome, qui sont actifs dans le myélome et une forme de lymphome (il est actuellement en essais expérimentaux contre d’autres types de lymphome). L’atome de bore du bortézomib se lie au site catalytique du protéasome 26S avec une affinité et une spécificité élevées.

  • Un certain nombre de produits pharmaceutiques potentiels contenant du bore 10 ont été préparés pour être utilisés dans la thérapie de capture des neutrons par le bore (BNCT).
  • Certains composés du bore sont prometteurs pour le traitement de l’arthrite, mais aucun n’a encore été approuvé à cette fin.

Le tavaborole (commercialisé sous le nom de Kerydin) est un inhibiteur de l’ARNt synthétase aminoacyle qui est utilisé pour traiter les champignons des ongles d’orteil. Il a été approuvé par la FDA en juillet 2014.

La chimie du dioxaborolane permet le marquage au fluorure radioactif (18F) des anticorps ou des globules rouges, ce qui permet l’imagerie par tomographie par émission de positrons (TEP) du cancer et des hémorragies, respectivement. Un système rapporteur génétique, émetteur de positrons et fluorescent (HD-GPF) d’origine humaine utilise une protéine humaine, PSMA et non immunogène, et une petite molécule qui est émettrice de positrons (18F lié au bore) et fluorescente pour la TEP à double modalité et l’imagerie par fluorescence de cellules modifiées du génome, par exemple le cancer, les cellules T CRISPR/Cas9 ou CAR, chez une souris entière.

Biologie

Le bore est un nutriment essentiel pour les plantes, nécessaire principalement pour maintenir l’intégrité des parois cellulaires. Cependant, des concentrations élevées dans le sol, supérieures à 1,0 ppm, entraînent une nécrose marginale et de l’extrémité des feuilles ainsi qu’une faible performance de croissance globale. Des concentrations aussi faibles que 0,8 ppm produisent ces mêmes symptômes chez les plantes qui sont particulièrement sensibles au bore présent dans le sol. Presque toutes les plantes, même celles qui tolèrent quelque peu le bore du sol, présenteront au moins quelques symptômes de toxicité du bore lorsque la teneur en bore du sol est supérieure à 1,8 ppm. Lorsque cette teneur est supérieure à 2,0 ppm, peu de plantes auront de bons résultats et certaines pourraient ne pas survivre.

On pense que le bore joue plusieurs rôles essentiels chez les animaux, y compris chez l’homme, mais le rôle physiologique exact est mal compris. Un petit essai sur l’homme publié en 1987 a rapporté que les femmes ménopausées ont d’abord été déficientes en bore, puis ont consommé 3 mg/jour. La supplémentation en bore a nettement réduit l’excrétion urinaire de calcium et a augmenté les concentrations sériques de 17 bêta-estradiol et de testostérone.

L’Institut de médecine des États-Unis n’a pas confirmé que le bore est un nutriment essentiel pour l’homme, de sorte que ni un apport nutritionnel recommandé (ANC) ni un apport adéquat n’ont été établis. L’apport alimentaire des adultes est estimé entre 0,9 et 1,4 mg/jour, avec une absorption d’environ 90 %. Ce qui est absorbé est principalement excrété dans l’urine. La dose maximale tolérable pour les adultes est de 20 mg/jour.

En 2013, une hypothèse a suggéré qu’il était possible que le bore et le molybdène catalysent la production d’ARN sur Mars, la vie étant transportée vers la Terre via une météorite il y a environ 3 milliards d’années.

Il existe plusieurs antibiotiques naturels connus contenant du bore. Le premier trouvé était la boromycine, isolée à partir de streptomyces.

La dystrophie endothéliale congénitale de type 2, une forme rare de dystrophie cornéenne, est liée à des mutations dans le gène SLC4A11 qui code un transporteur qui régulerait la concentration intracellulaire du bore.

Quantification analytique

Pour la détermination de la teneur en bore dans les aliments ou les matériaux, on utilise la méthode colorimétrique de la curcumine. Le bore est converti en acide borique ou en borates et, par réaction avec la curcumine en solution acide, un complexe de chélate de bore coloré en rouge, la rosocyanine, est formé.

Toxicité

Le bore élémentaire, l’oxyde de bore, l’acide borique, les borates et de nombreux composés organoborés sont relativement non toxiques pour l’homme et les animaux (avec une toxicité similaire à celle du sel de table). La DL50 (dose à laquelle il y a 50% de mortalité) pour les animaux est d’environ 6 g par kg de poids corporel. Les substances dont la DL50 est supérieure à 2 g sont considérées comme non toxiques. Une absorption de 4 g/jour d’acide borique a été signalée sans incident, mais plus que cela est considéré comme toxique à plus de quelques doses. Des apports supérieurs à 0,5 gramme par jour pendant 50 jours provoquent des problèmes digestifs mineurs et d’autres problèmes évoquant une toxicité. Une supplémentation alimentaire en bore peut être utile pour la croissance des os, la cicatrisation des plaies et l’activité antioxydante, et une quantité insuffisante de bore dans l’alimentation peut entraîner une carence en bore.

Des doses médicales uniques de 20 g d’acide borique pour la thérapie de capture des neutrons ont été utilisées sans toxicité excessive.

L’acide borique est plus toxique pour les insectes que pour les mammifères, et est couramment utilisé comme insecticide.

Les boranes (composés d’hydrogène de bore) et les composés gazeux similaires sont assez toxiques. Comme d’habitude, ce n’est pas un élément qui est intrinsèquement toxique, mais leur toxicité dépend de la structure. Les boranes sont également très inflammables et nécessitent une attention particulière lors de leur manipulation. Le borohydrure de sodium présente un risque d’incendie en raison de sa nature réductrice et de la libération d’hydrogène au contact d’un acide. Les halogénures de bore sont corrosifs.

Le bore est nécessaire à la croissance des plantes, mais un excès de bore est toxique pour les plantes, et se produit en particulier dans les sols acides. Il se présente sous la forme d’un jaunissement de la pointe vers l’intérieur des feuilles les plus anciennes et de taches noires sur les feuilles d’orge, mais il peut être confondu avec d’autres stress tels que la carence en magnésium chez d’autres plantes.