O germânio é um metal semicondutor cinza prateado, duro e quebradiço, com propriedades químicas estáveis e não interage com o ar à temperatura ambiente. O germânio metálico e seus compostos possuem boas propriedades semicondutoras, excelentes propriedades ópticas infravermelhas e boa transmitância às microondas. De acordo com dados do Serviço Geológico dos Estados Unidos (USGS), a estrutura global de consumo de germânio é responsável por 30% na indústria de comunicações por fibra óptica, 20% em óptica infravermelha, 20% em tereftalato de polietileno (PET) e 20% na energia solar. e campos eletrônicos. Representando 15%, e outras áreas, como medicina, representando 15%. Não é difícil ver a partir destes dados que o germânio tem aplicações extensas e importantes nas áreas de comunicações de fibra óptica, óptica infravermelha, semicondutores, aeroespacial, células solares, catalisadores químicos e biomedicina, e é um importante recurso estratégico.
Metal pequeno, grandes habilidades
Por que o germânio não tem muito conteúdo, mas tem muitos campos de aplicação? Isto está intimamente relacionado com a natureza dual do elemento germânio.
Embora o germânio seja um metal, ele possui muitas propriedades semelhantes às dos não metais.
Pode-se ver claramente na tabela periódica dos elementos que o germânio está localizado na linha divisória entre elementos metálicos e elementos não metálicos, e os elementos próximos à linha divisória geralmente possuem propriedades metálicas e não metálicas.
olhos na noite escura
O sistema noturno de navegação e mira infravermelha de baixa altitude foi usado em larga escala em combate real pela primeira vez, tornando-se os "olhos" dos aviões de combate em operações noturnas, permitindo que os soldados se movessem tão livremente quanto durante o dia no escuro.
Desde então, os exércitos de vários países começaram a equipar equipamentos de imagem térmica infravermelha em grandes quantidades. A fabricação dos principais materiais de componentes ópticos, como lentes, prismas, janelas e filtros em radares infravermelhos, detectores infravermelhos, dispositivos de visão noturna e rastreadores infravermelhos, é inseparável do germânio.
No campo civil, as câmeras de detecção infravermelha de alta definição podem capturar imagens das atividades noturnas de animais selvagens raros, ajudando as pessoas a compreender e proteger melhor os animais selvagens e a contribuir para a biodiversidade.
Além disso, o germânio também é indispensável para o ser humano explorar o universo na vasta extensão do espaço. As células solares à base de germânio têm boa resistência à radiação espacial e resistência a altas temperaturas, maior eficiência de conversão fotoelétrica e menores custos de geração de energia, e são amplamente utilizadas em estações espaciais e outros campos. O germânio também é o componente da lente dos instrumentos de rastreamento infravermelho, os “olhos” dos veículos aeroespaciais.
“Pedra de Pavimentação” para Transmissão de Informação
Na era da Internet, todos devem ter passado por essa experiência. A barra de progresso de carregamento lento ao assistir notícias deixa as pessoas chateadas, e o atraso ao assistir vídeos faz as pessoas coçarem a cabeça. Os problemas acima podem ser resolvidos atualizando a largura de banda das operadoras. Se a banda larga é a "estrada" da comunicação de informações, então a fibra óptica é a "rodovia" da estrada e o germânio é a "pedra de pavimentação" da rodovia. O tetracloreto de germânio pode ser usado para fazer pré-formas de fibra óptica, desempenhando um papel de dopagem e conversão fotoelétrica. É uma matéria-prima essencial para a fabricação de fibras ópticas.
A fibra óptica é um condutor de comunicação amplamente utilizado e atualmente não há substituto. Desde o século XXI, a taxa de crescimento anual da procura global de fibra óptica tem chegado a 20%. Em particular, a procura de comunicações nos países em desenvolvimento continuou a crescer rapidamente. Com o desenvolvimento da estratégia "Banda Larga China" do meu país, a implementação do conceito "Internet +" e "aumento de velocidade e redução de taxas" e outras políticas, bem como a chegada da era 5G Internet de Todas as Coisas, a procura de óptica fibra continua a aumentar.
A “pílula mágica” para a longevidade
Saúde e longevidade têm sido um tema de preocupação para as pessoas desde os tempos antigos. "Shen Nong's Materia Medica" e "Compendium of Materia Medica" listam Ganoderma lucidum como um medicamento de primeira linha e é um tesouro entre os materiais medicinais preciosos. A pesquisa médica moderna mostra que Ganoderma lucidum contém uma variedade de alcalóides, cujos principais componentes são íons "germânio" e polissacarídeos poliméricos, que podem aumentar o poder de autocura e a imunidade do corpo e melhorar a saúde humana. Além disso, raros medicamentos fitoterápicos chineses, como ginseng, wolfberry e olhos hozen, bem como vegetais como alho e batata, contêm germânio orgânico. Testes realizados por estudiosos chineses descobriram que o ginseng selvagem de 20-anos de idade contém até 400×10 germânio-6, enquanto o ginseng de jardim (cultivado artificialmente) raramente excede 50×10-6.
Dicas gentis
Qualquer coisa que contenha germânio pode ser comida?
Não.
O elemento germânio é dividido em germânio orgânico e germânio inorgânico. O germânio inorgânico é derivado principalmente de carvão e minério de sulfeto. O cristal único de germânio e o cristal de germanato de bismuto (Bi12GeO20) formado após processamento e extração podem ser usados no campo da óptica infravermelha. Somente o germânio que existe na forma de sais orgânicos é chamado de germânio orgânico e é benéfico para o corpo humano. O germânio orgânico pode ser dividido em sintético e natural puro. O primeiro germânio orgânico, o tetraetilgermânio, foi sintetizado em 1887. Até agora, mais de 200 tipos de germânio orgânico foram sintetizados. Entre eles, o mais importante é que em 1967, o médico japonês Kazuhiko Asai e outros sintetizaram óxido de germânio orgânico solúvel em água Ge-132 (nome científico: -carboxietil sesquióxido de germânio). Pode induzir o corpo a produzir interferon gama e pode induzir a transformação de macrófagos "adormecidos" em macrófagos antitumorais, induzindo assim a atividade do interferon anticâncer. Desde então, o germânio orgânico começou a mostrar seus talentos nas áreas farmacêutica, de produtos de saúde e de cosméticos.
Atualmente, o germânio orgânico tem sido utilizado clinicamente para tratar vários tipos de câncer, artrite reumatóide, catarata, hipertensão e outros sintomas. A comunidade médica saudou o germânio orgânico como o “germânio salvador” para a humanidade no século XXI.