Kegunaan utama germanium

Germanium ialah logam separa konduktif keras dan rapuh kelabu perak dengan sifat kimia yang stabil dan tidak berinteraksi dengan udara pada suhu bilik. Logam germanium dan sebatiannya mempunyai sifat semikonduktor yang baik, sifat optik inframerah yang sangat baik dan penghantaran yang baik kepada gelombang mikro. Menurut data dari Kajian Geologi Amerika Syarikat (USGS), struktur penggunaan germanium global menyumbang 30% dalam industri komunikasi gentian optik, 20% dalam optik inframerah, 20% dalam polietilena tereftalat (PET), dan 20% dalam solar. dan medan elektronik. Perakaunan untuk 15%, dan bidang lain seperti perubatan menyumbang 15%. Tidak sukar untuk melihat daripada data ini bahawa germanium mempunyai aplikasi yang meluas dan penting dalam bidang komunikasi gentian optik, optik inframerah, semikonduktor, aeroangkasa, sel suria, pemangkin kimia dan bioperubatan, dan merupakan sumber strategik yang penting.

Mengapakah germanium tidak mempunyai banyak kandungan tetapi mempunyai banyak bidang aplikasi? Ini berkait rapat dengan sifat dwi unsur germanium.

Walaupun germanium adalah logam, ia mempunyai banyak sifat yang serupa dengan bukan logam.

Ia boleh dilihat dengan jelas dalam jadual berkala unsur bahawa germanium terletak pada garis pemisah antara unsur logam dan unsur bukan logam, dan unsur berhampiran garis pemisah selalunya mempunyai kedua-dua sifat logam dan bukan logam.

 

Sistem navigasi dan penyasaran inframerah altitud rendah malam digunakan secara besar-besaran dalam pertempuran sebenar buat kali pertama, menjadi "mata" pesawat pejuang dalam operasi malam, membolehkan askar bergerak sebebas pada waktu siang dalam gelap.

Sejak itu, tentera pelbagai negara telah mula melengkapkan peralatan pengimejan terma inframerah dalam kuantiti yang banyak. Pembuatan bahan komponen optik utama seperti kanta, prisma, tingkap dan penapis dalam radar inframerah, pengesan inframerah, peranti penglihatan malam dan penjejak inframerah tidak dapat dipisahkan daripada germanium.

Dalam bidang awam, kamera pengesanan inframerah definisi tinggi boleh menangkap imej aktiviti malam haiwan liar yang jarang ditemui, membantu orang ramai memahami dan melindungi haiwan liar dengan lebih baik dan menyumbang kepada biodiversiti.

Selain itu, germanium juga amat diperlukan untuk manusia meneroka alam semesta dalam ruang yang luas. Sel suria berasaskan Germanium mempunyai rintangan yang baik terhadap sinaran angkasa dan rintangan suhu tinggi, kecekapan penukaran fotoelektrik yang lebih tinggi dan kos penjanaan kuasa yang lebih rendah, dan digunakan secara meluas di stesen angkasa dan bidang lain. Germanium juga merupakan komponen kanta instrumen pengesan inframerah, "mata" kenderaan aeroangkasa.

 

Di zaman Internet, semua orang mesti mempunyai pengalaman ini. Bar kemajuan pemuatan yang perlahan apabila menonton berita membuat orang kecewa, dan ketinggalan apabila menonton video membuat orang menggaru kepala. Masalah di atas boleh diselesaikan oleh pengendali menaik taraf lebar jalur. Jika jalur lebar adalah "jalan" komunikasi maklumat, maka gentian optik adalah "lebuh raya" di jalan raya, dan germanium adalah "batu turapan" lebuh raya. Germanium tetraklorida boleh digunakan untuk membuat prabentuk gentian optik, memainkan peranan doping dan penukaran fotoelektrik. Ia adalah bahan mentah penting untuk membuat gentian optik.

Gentian optik ialah konduktor komunikasi yang digunakan secara meluas dan pada masa ini tiada pengganti. Sejak abad ke-21, kadar pertumbuhan tahunan permintaan gentian optik global setinggi 20%. Khususnya, permintaan untuk komunikasi di negara membangun terus berkembang dengan pesat. Dengan pembangunan strategi "Jalur Lebar China" negara saya, pelaksanaan konsep "Internet +" dan "peningkatan kelajuan dan pengurangan yuran" dan dasar lain, serta ketibaan era Internet 5G Segala-galanya, permintaan untuk optik serat terus meningkat.

 

Kesihatan dan umur panjang telah menjadi topik yang membimbangkan orang sejak zaman purba. "Shen Nong's Materia Medica" dan "Compendium of Materia Medica" semuanya menyenaraikan Ganoderma lucidum sebagai ubat teratas, dan ia merupakan khazanah antara bahan perubatan yang berharga. Penyelidikan perubatan moden menunjukkan bahawa Ganoderma lucidum mengandungi pelbagai alkaloid, komponen utamanya ialah ion "germanium" dan polisakarida polimer, yang boleh meningkatkan kuasa dan imuniti penyembuhan diri dan meningkatkan kesihatan manusia. Di samping itu, ubat herba Cina yang jarang ditemui seperti ginseng, wolfberry, dan mata hozen, serta sayur-sayuran seperti bawang putih dan kentang, mengandungi germanium organik. Ujian oleh sarjana Cina telah mendapati bahawa 20-ginseng liar berusia setahun mengandungi germanium sehingga 400×10^-6, manakala ginseng taman (diusahakan secara buatan) jarang melebihi 50×10^-6.

Bolehkah apa-apa yang mengandungi germanium boleh dimakan?

Tidak.

Unsur germanium terbahagi kepada germanium organik dan germanium bukan organik.. germanium bukan organik terutamanya berasal daripada bijih arang batu dan sulfida. Kristal tunggal germanium dan kristal germanat bismut (Bi12GeO20) yang terbentuk selepas pemprosesan dan pengekstrakan boleh digunakan dalam bidang optik inframerah. Hanya germanium yang wujud dalam bentuk garam organik dipanggil germanium organik dan bermanfaat kepada tubuh manusia. germanium organik boleh dibahagikan kepada sintetik dan semulajadi tulen. Germanium organik pertama, tetraethylgermanium, telah disintesis pada tahun 1887. Setakat ini, lebih daripada 200 jenis germanium organik telah disintesis. Antaranya, perkara yang paling penting ialah pada tahun 1967, doktor perubatan Jepun Kazuhiko Asai dan yang lain mensintesis germanium oksida organik larut air Ge-132 (nama saintifik: -carboxyethyl germanium sesquioxide). Ia boleh mendorong badan untuk menghasilkan gamma-interferon, dan boleh mendorong transformasi makrofaj "tidur" kepada makrofaj anti-tumor, dengan itu mendorong aktiviti interferon anti-kanser. Sejak itu, germanium organik mula menunjukkan bakatnya dalam bidang farmaseutikal, produk kesihatan dan kosmetik.

Pada masa ini, germanium organik telah digunakan secara klinikal untuk merawat pelbagai jenis kanser, rheumatoid arthritis, katarak, hipertensi dan gejala lain. Komuniti perubatan telah memuji germanium organik sebagai "germanium penyelamat" untuk manusia pada abad ke-21.