Germanij je srebrno-sivi tvrd i krhak poluvodljivi metal sa stabilnim kemijskim svojstvima i ne stupa u interakciju sa zrakom na sobnoj temperaturi. Metalni germanij i njegovi spojevi imaju dobra svojstva poluvodiča, izvrsna infracrvena optička svojstva i dobru propusnost za mikrovalove. Prema podacima Geološkog instituta Sjedinjenih Država (USGS), globalna struktura potrošnje germanija čini 30% u industriji komunikacija s optičkim vlaknima, 20% u infracrvenoj optici, 20% u polietilen tereftalatu (PET) i 20% u solarnoj industriji. i elektronička polja. Računovodstvo za 15%, a druga polja kao što je medicina za 15%. Iz ovih podataka nije teško vidjeti da germanij ima široku i važnu primjenu u područjima komunikacija optičkim vlaknima, infracrvene optike, poluvodiča, zrakoplovstva, solarnih ćelija, kemijskih katalizatora i biomedicine te je važan strateški resurs.
Mali metal, velika vještina
Zašto germanij nema puno sadržaja, ali ima mnogo područja primjene? Ovo je usko povezano s dualnom prirodom elementa germanija.
Iako je germanij metal, ima mnoga svojstva slična nemetalima.
U periodnom sustavu elemenata jasno se vidi da se germanij nalazi na granici između metalnih i nemetalnih elemenata, a elementi u blizini crte razdvajanja često imaju i metalna i nemetalna svojstva.
oči u tamnoj noći
Noćni infracrveni sustav za navigaciju i ciljanje na malim visinama po prvi je put korišten u velikim razmjerima u stvarnoj borbi, postavši "oči" borbenih zrakoplova u noćnim operacijama, omogućujući vojnicima slobodno kretanje kao danju u mraku.
Od tada su vojske raznih zemalja počele u velikim količinama opremati opremu za infracrveno termalno snimanje. Proizvodnja ključnih materijala optičkih komponenti kao što su leće, prizme, prozori i filtri u infracrvenim radarima, infracrvenim detektorima, uređajima za noćno gledanje i infracrvenim tragačima neodvojiva je od germanija.
U civilnom području, infracrvene detekcijske kamere visoke razlučivosti mogu snimiti slike noćnih aktivnosti rijetkih divljih životinja, pomažući ljudima da bolje razumiju i zaštite divlje životinje i pridonesu bioraznolikosti.
Osim toga, germanij je također nezamjenjiv za ljudska bića u istraživanju svemira u golemom svemirskom prostranstvu. Solarne ćelije na bazi germanija imaju dobru otpornost na svemirsko zračenje i otpornost na visoke temperature, veću učinkovitost fotoelektrične pretvorbe i niže troškove proizvodnje energije te se široko koriste u svemirskim postajama i drugim poljima. Germanij je također sastavni dio leće infracrvenih instrumenata za praćenje, "očiju" zrakoplovnih letjelica.
"Kamen za popločavanje" za prijenos informacija
U doba interneta, svi su sigurno imali ovo iskustvo. Spora traka napretka učitavanja prilikom gledanja vijesti uzrujava ljude, a kašnjenje pri gledanju videa tjera ljude da se češkaju po glavi. Gornji problemi mogu se riješiti operaterima nadogradnjom propusnosti. Ako je širokopojasni pristup "putu" informacijske komunikacije, onda je optičko vlakno "autoput" na putu, a germanij "popločani kamen" autoputa. Germanijev tetraklorid može se koristiti za izradu predformi optičkih vlakana, igrajući ulogu dopinga i fotoelektričnu pretvorbu. To je bitna sirovina za izradu optičkih vlakana.
Optičko vlakno široko je korišten komunikacijski vodič i trenutno ne postoji zamjena. Od 21. stoljeća godišnja stopa rasta globalne potražnje za optičkim vlaknima iznosi čak 20%. Konkretno, potražnja za komunikacijama u zemljama u razvoju nastavila je brzo rasti. S razvojem strategije moje zemlje "Širokopojasna Kina", implementacijom koncepta "Internet +" i "povećanja brzine i smanjenja naknada" i drugih politika, kao i dolaskom ere 5G interneta svega, potražnja za optičkim vlakana se nastavlja povećavati.
"Čarobna pilula" za dugovječnost
Zdravlje i dugovječnost tema je koja brine ljude od davnina. "Shen Nong's Materia Medica" i "Compendium of Materia Medica" navode Ganodermu lucidum kao vrhunski lijek, a ona je blago među dragocjenim ljekovitim materijalima. Suvremena medicinska istraživanja pokazuju da Ganoderma lucidum sadrži različite alkaloide, od kojih su glavne komponente "germanijevi" ioni i polimerni polisaharidi, koji mogu povećati snagu samoiscjeljivanja tijela i imunitet te poboljšati ljudsko zdravlje. Osim toga, rijetki kineski biljni lijekovi poput ginsenga, vučje bobice i hozena, kao i povrće poput češnjaka i krumpira, sadrže organski germanij. Testovi kineskih znanstvenika otkrili su da 20-godišnji divlji ginseng sadrži germanij do 400×10-6, dok vrtni ginseng (umjetno uzgojen) rijetko prelazi 50×10-6.
Ljubazni savjeti
Može li se jesti bilo što što sadrži germanij?
Ne.
Element germanij dijeli se na organski i anorganski germanij. Anorganski germanij uglavnom se dobiva iz ugljena i sulfidne rude. Monokristal germanija i kristal bizmut germanata (Bi12GeO20) nastali nakon obrade i ekstrakcije mogu se koristiti u području infracrvene optike. Samo germanij koji postoji u obliku organskih soli naziva se organski germanij i koristan je za ljudski organizam. Organski germanij se može podijeliti na sintetski i čisti prirodni. Prvi organski germanij, tetraetilgermanij, sintetiziran je 1887. godine. Do sada je sintetizirano više od 200 vrsta organskog germanija. Među njima je najvažnije da su 1967. godine japanski liječnik Kazuhiko Asai i drugi sintetizirali u vodi topljivi organski germanijev oksid Ge-132 (znanstveni naziv: -carboxyethyl germanium sesquioxide). Može potaknuti tijelo da proizvodi gama-interferon i može potaknuti transformaciju "uspavanih" makrofaga u antitumorske makrofage, čime inducira aktivnost interferona protiv raka. Od tada je organski germanij počeo pokazivati svoje talente u području farmaceutskih proizvoda, zdravstvenih proizvoda i kozmetike.
Trenutno se organski germanij klinički koristi za liječenje raznih vrsta raka, reumatoidnog artritisa, katarakte, hipertenzije i drugih simptoma. Medicinska zajednica je pozdravila organski germanij kao "spasitelja germanija" za čovječanstvo u 21. stoljeću.