Germānija ir sudrabaini pelēks ciets un trausls pusvadošs metāls ar stabilām ķīmiskām īpašībām un istabas temperatūrā nesadarbojas ar gaisu. Metāla germānijam un tā savienojumiem ir labas pusvadītāju īpašības, izcilas infrasarkanās optiskās īpašības un laba mikroviļņu caurlaidība. Saskaņā ar ASV Ģeoloģijas dienesta (USGS) datiem globālā germānija patēriņa struktūra veido 30% optisko šķiedru sakaru nozarē, 20% infrasarkanajā optikā, 20% polietilēntereftalātā (PET) un 20% saules enerģijas ražošanā. un elektroniskie lauki. Tas veido 15%, un citas jomas, piemēram, medicīna, veido 15%. No šiem datiem nav grūti saprast, ka germānijam ir plaši un svarīgi pielietojumi optisko šķiedru sakaru, infrasarkanās optikas, pusvadītāju, kosmosa, saules bateriju, ķīmisko katalizatoru un biomedicīnas jomā, un tas ir nozīmīgs stratēģisks resurss.
Mazs metāls, lielas prasmes
Kāpēc germānijam nav daudz satura, bet tam ir daudz pielietojuma jomu? Tas ir cieši saistīts ar germānija elementa divējādo raksturu.
Lai gan germānija ir metāls, tam ir daudzas īpašības, kas līdzīgas nemetāliem.
Periodiskajā elementu tabulā ir skaidri redzams, ka germānija atrodas uz robežlīnijas starp metāliskiem elementiem un nemetāliskiem elementiem, un elementiem, kas atrodas sadalošās līnijas tuvumā, bieži ir gan metāliskas, gan nemetāla īpašības.
acis tumšajā naktī
Nakts zema augstuma infrasarkanās navigācijas un mērķēšanas sistēma plašā mērogā reālajā kaujā tika izmantota pirmo reizi, kļūstot par kaujas lidmašīnu "acīm" nakts operācijās, ļaujot karavīriem pārvietoties tikpat brīvi kā dienas laikā tumsā.
Kopš tā laika dažādu valstu armijas ir sākušas aprīkot infrasarkanās termiskās attēlveidošanas iekārtas lielos daudzumos. Galveno optisko komponentu materiālu, piemēram, lēcu, prizmu, logu un infrasarkano staru radaru, infrasarkano staru detektoru, nakts redzamības ierīču un infrasarkano staru izsekotāju, ražošana nav atdalāma no germānija.
Civilajā jomā augstas izšķirtspējas infrasarkano staru noteikšanas kameras var uzņemt attēlus no retu savvaļas dzīvnieku nakts aktivitātēm, palīdzot cilvēkiem labāk izprast un aizsargāt savvaļas dzīvniekus un veicināt bioloģisko daudzveidību.
Turklāt germānija ir neaizstājams arī cilvēkiem, lai izpētītu Visumu plašajā kosmosa plašumā. Saules baterijām, kuru pamatā ir ģermānijs, ir laba izturība pret kosmosa starojumu un augstas temperatūras izturība, augstāka fotoelektriskās pārveidošanas efektivitāte un zemākas elektroenerģijas ražošanas izmaksas, un tās plaši izmanto kosmosa stacijās un citās jomās. Germānija ir arī infrasarkano staru izsekošanas instrumentu objektīva sastāvdaļa, kosmosa transportlīdzekļu "acis".
"Bruģa akmens" informācijas pārraidei
Interneta laikmetā šāda pieredze noteikti ir bijusi ikvienam. Lēnās ielādes progresa josla, skatoties ziņas, satrauc cilvēkus, bet video skatīšanās kavēšanās liek cilvēkiem kasīt galvu. Iepriekš minētās problēmas var atrisināt, operatoriem palielinot joslas platumu. Ja platjosla ir informācijas komunikācijas "ceļš", tad optiskā šķiedra ir "maģistrāle" uz ceļa, bet germānija ir šosejas "bruģakmens". Germānija tetrahlorīdu var izmantot optisko šķiedru sagatavju izgatavošanai, pildot dopinga lomu un fotoelektrisko pārveidi. Tas ir būtisks izejmateriāls optisko šķiedru izgatavošanai.
Optiskā šķiedra ir plaši izmantots sakaru vadītājs, un pašlaik to nevar aizstāt. Kopš 21. gadsimta pasaules optisko šķiedru pieprasījuma pieauguma temps ir bijis pat 20%. Jo īpaši jaunattīstības valstīs ir turpinājis strauji augt pieprasījums pēc sakariem. Līdz ar manas valsts stratēģijas "Platjoslas Ķīna" attīstību, "Internet+" koncepcijas un "ātruma palielināšanas un maksas samazināšanas" un citu politiku ieviešanu, kā arī 5G interneta visa laikmeta iestāšanos, pieprasījums pēc optiskām. šķiedra turpina palielināties.
"Burvju tablete" ilgmūžībai
Veselība un ilgmūžība ir bijusi cilvēku rūpju tēma kopš seniem laikiem. "Shen Nong's Materia Medica" un "Compendium of Materia Medica" ir uzskaitītas Ganoderma lucidum kā populārākās zāles, un tas ir dārgums starp vērtīgiem ārstniecības materiāliem. Mūsdienu medicīnas pētījumi liecina, ka Ganoderma lucidum satur dažādus alkaloīdus, kuru galvenās sastāvdaļas ir "germānija" joni un polimēru polisaharīdi, kas spēj uzlabot organisma pašatveseļošanās spēku un imunitāti un uzlabot cilvēka veselību. Turklāt retas ķīniešu augu izcelsmes zāles, piemēram, žeņšeņs, vilka ogas un hozenas, kā arī dārzeņi, piemēram, ķiploki un kartupeļi, satur organisko germāniju. Ķīniešu zinātnieku veiktie testi ir atklājuši, ka 20-gadus vecs savvaļas žeņšeņs satur germāniju līdz pat 400 × 10-6, savukārt dārza žeņšeņs (mākslīgi kultivēts) reti pārsniedz 50×10-6.
Laipni padomi
Vai var ēst jebko, kas satur germāniju?
Nē.
Germānija elementu iedala organiskajā germānijā un neorganiskajā germānijā. Neorganisko germānu galvenokārt iegūst no oglēm un sulfīdu rūdas. Germānija monokristālu un bismuta germanāta kristālu (Bi12GeO20), kas veidojas pēc apstrādes un ekstrakcijas, var izmantot infrasarkanās optikas jomā. Tikai germānija, kas pastāv organisko sāļu veidā, tiek saukta par organisko germāniju un ir labvēlīga cilvēka ķermenim. Organisko germāniju var iedalīt sintētiskajā un tīri dabīgajā. Pirmais organiskais germānija, tetraetilgermānija, tika sintezēts 1887. gadā. Līdz šim ir sintezēti vairāk nekā 200 organiskā germānija veidi. Starp tiem svarīgākais ir tas, ka 1967. gadā japāņu ārsts Kazuhiko Asai un citi sintezēja ūdenī šķīstošo organisko germānija oksīdu Ge-132 (zinātniskais nosaukums: -carboxyethyl germanium seskvioxide). Tas var rosināt organismu ražot gamma-interferonu un var izraisīt "guļošo" makrofāgu transformāciju pretvēža makrofāgos, tādējādi izraisot pretvēža interferona aktivitāti. Kopš tā laika organiskais germānija ir sācis parādīt savus talantus farmācijas, veselības produktu un kosmētikas jomā.
Šobrīd organiskais germānija ir klīniski izmantots dažādu vēža, reimatoīdā artrīta, kataraktas, hipertensijas un citu simptomu ārstēšanai. Medicīnas aprindās organiskais germānija ir sveicināts kā cilvēces 21. gadsimta "glābējs germānija".