Germanium is een zilvergrijs, hard en bros halfgeleidend metaal met stabiele chemische eigenschappen en heeft geen interactie met lucht bij kamertemperatuur. Metaalgermanium en zijn verbindingen hebben goede halfgeleidereigenschappen, uitstekende optische infraroodeigenschappen en een goede doorlaatbaarheid voor microgolven. Volgens gegevens van de United States Geological Survey (USGS) is de mondiale germaniumconsumptiestructuur verantwoordelijk voor 30% in de optische vezelcommunicatie-industrie, 20% in de infraroodoptiek, 20% in polyethyleentereftalaat (PET) en 20% in de zonne-energiesector. en elektronische velden. Goed voor 15%, en andere gebieden, zoals de geneeskunde, voor 15%. Het is niet moeilijk om uit deze gegevens op te maken dat germanium uitgebreide en belangrijke toepassingen heeft op het gebied van optische vezelcommunicatie, infraroodoptica, halfgeleiders, ruimtevaart, zonnecellen, chemische katalysatoren en biogeneeskunde, en een belangrijke strategische hulpbron is.
Klein metaal, grote vaardigheden
Waarom heeft germanium niet veel inhoud, maar wel veel toepassingsgebieden? Dit hangt nauw samen met de dubbele aard van het germaniumelement.
Hoewel germanium een metaal is, heeft het veel eigenschappen die vergelijkbaar zijn met niet-metalen.
In het periodiek systeem der elementen is duidelijk te zien dat germanium zich op de scheidslijn tussen metalen elementen en niet-metalen elementen bevindt, en dat elementen nabij de scheidslijn vaak zowel metallische als niet-metalen eigenschappen hebben.
ogen in de donkere nacht
Het nachtelijke infraroodnavigatie- en richtsysteem op lage hoogte werd voor het eerst op grote schaal gebruikt in daadwerkelijke gevechten en werd de "ogen" van gevechtsvliegtuigen tijdens nachtoperaties, waardoor soldaten zich net zo vrij konden bewegen als overdag in het donker.
Sindsdien zijn de legers van verschillende landen begonnen met het in grote hoeveelheden uitrusten van infrarood-warmtebeeldapparatuur. De productie van belangrijke optische componentmaterialen zoals lenzen, prisma's, vensters en filters in infraroodradars, infrarooddetectoren, nachtkijkers en infraroodtrackers is onlosmakelijk verbonden met germanium.
Op civiel gebied kunnen high-definition infrarooddetectiecamera's beelden vastleggen van de nachtelijke activiteiten van zeldzame wilde dieren, waardoor mensen wilde dieren beter kunnen begrijpen en beschermen en kunnen bijdragen aan de biodiversiteit.
Bovendien is germanium ook onmisbaar voor mensen om het universum in de uitgestrekte ruimte te verkennen. Op Germanium gebaseerde zonnecellen hebben een goede weerstand tegen ruimtestraling en hoge temperatuurbestendigheid, een hogere foto-elektrische conversie-efficiëntie en lagere energieopwekkingskosten, en worden veel gebruikt in ruimtestations en andere gebieden. Germanium is ook de lenscomponent van infraroodvolginstrumenten, de "ogen" van ruimtevaartvoertuigen.
"Paving Stone" voor informatieoverdracht
In het internettijdperk moet iedereen deze ervaring hebben gehad. De langzaam ladende voortgangsbalk bij het kijken naar nieuws maakt mensen boos, en de vertraging bij het bekijken van video's zorgt ervoor dat mensen zich op hun hoofd krabben. De bovenstaande problemen kunnen worden opgelost door operators de bandbreedte te upgraden. Als breedband de ‘weg’ is voor informatiecommunicatie, dan is glasvezel de ‘snelweg’ op de weg, en germanium de ‘straatsteen’ van de snelweg. Germaniumtetrachloride kan worden gebruikt om voorvormen voor optische vezels te maken, waarbij het een dopingrol en foto-elektrische conversie speelt. Het is een essentiële grondstof voor het maken van optische vezels.
Glasvezel is een veelgebruikte communicatiegeleider en er bestaat momenteel geen alternatief. Sinds de 21e eeuw bedraagt de jaarlijkse groei van de mondiale vraag naar optische vezels maar liefst 20%. Met name de vraag naar communicatie in de ontwikkelingslanden is snel blijven groeien. Met de ontwikkeling van de ‘Broadband China’-strategie van mijn land, de implementatie van het ‘Internet +’-concept en ‘snelheidsverhoging en tariefverlaging’ en ander beleid, evenals de komst van het 5G Internet of Everything-tijdperk, zal de vraag naar optische vezels blijven toenemen.
De "magische pil" voor een lang leven
Gezondheid en een lang leven zijn al sinds de oudheid een onderwerp van zorg voor mensen. In "Shen Nong's Materia Medica" en "Compendium of Materia Medica" wordt Ganoderma lucidum allemaal genoemd als een topmedicijn, en het is een schat onder de kostbare medicinale materialen. Uit modern medisch onderzoek blijkt dat Ganoderma lucidum een verscheidenheid aan alkaloïden bevat, waarvan de belangrijkste componenten "germanium"-ionen en polymeerpolysachariden zijn, die het zelfgenezend vermogen en de immuniteit van het lichaam kunnen versterken en de menselijke gezondheid kunnen verbeteren. Bovendien bevatten zeldzame Chinese kruidengeneesmiddelen zoals ginseng, wolfberry en hozen-ogen, evenals groenten zoals knoflook en aardappelen, organisch germanium. Uit tests door Chinese wetenschappers is gebleken dat 20-eenjarige wilde ginseng germanium tot 400×10 bevat-6, terwijl tuinginseng (kunstmatig gekweekt) zelden groter is dan 50×10-6.
Vriendelijke tips
Kan alles dat germanium bevat, worden gegeten?
Nee.
Het germaniumelement is verdeeld in organisch germanium en anorganisch germanium. Anorganisch germanium wordt voornamelijk verkregen uit steenkool en sulfide-erts. De na verwerking en extractie gevormde germanium-monokristallen en bismuth-germanaatkristallen (Bi12GeO20) kunnen worden gebruikt op het gebied van infraroodoptiek. Alleen germanium dat bestaat in de vorm van organische zouten wordt organisch germanium genoemd en is gunstig voor het menselijk lichaam. Organisch germanium kan worden onderverdeeld in synthetisch en puur natuurlijk. Het eerste organische germanium, tetraethylgermanium, werd in 1887 gesynthetiseerd. Tot nu toe zijn er meer dan 200 soorten organisch germanium gesynthetiseerd. Het belangrijkste daarvan is dat de Japanse arts Kazuhiko Asai en anderen in 1967 wateroplosbaar organisch germaniumoxide Ge-132 (wetenschappelijke naam: -carboxyethylgermaniumsesquioxide) synthetiseerden. Het kan het lichaam ertoe aanzetten gamma-interferon te produceren en kan de transformatie van "slapende" macrofagen in antitumormacrofagen induceren, waardoor interferon-activiteit tegen kanker wordt geïnduceerd. Sindsdien begint organisch germanium zijn talenten te tonen op het gebied van farmaceutische producten, gezondheidsproducten en cosmetica.
Momenteel wordt organisch germanium klinisch gebruikt voor de behandeling van verschillende vormen van kanker, reumatoïde artritis, cataract, hoge bloeddruk en andere symptomen. De medische gemeenschap heeft organisch germanium geprezen als de ‘redder germanium’ voor de mensheid in de 21e eeuw.