El germanio es un metal semiconductor duro y quebradizo de color gris plateado con propiedades químicas estables y no interactúa con el aire a temperatura ambiente. El germanio metálico y sus compuestos tienen buenas propiedades semiconductoras, excelentes propiedades ópticas infrarrojas y buena transmitancia a las microondas. Según datos del Servicio Geológico de Estados Unidos (USGS), la estructura de consumo global de germanio representa el 30% en la industria de comunicaciones por fibra óptica, el 20% en óptica infrarroja, el 20% en tereftalato de polietileno (PET) y el 20% en la solar. y campos electrónicos. Representa el 15% y otros campos como la medicina representan el 15%. No es difícil ver a partir de estos datos que el germanio tiene amplias e importantes aplicaciones en los campos de las comunicaciones por fibra óptica, la óptica infrarroja, los semiconductores, la industria aeroespacial, las células solares, los catalizadores químicos y la biomedicina, y es un recurso estratégico importante.
Pequeño metal, grandes habilidades.
¿Por qué el germanio no tiene mucho contenido pero sí muchos campos de aplicación? Esto está estrechamente relacionado con la naturaleza dual del elemento germanio.
Aunque el germanio es un metal, tiene muchas propiedades similares a las de los no metales.
En la tabla periódica de elementos se puede ver claramente que el germanio se encuentra en la línea divisoria entre elementos metálicos y no metálicos, y los elementos cerca de la línea divisoria suelen tener propiedades tanto metálicas como no metálicas.
ojos en la noche oscura
El sistema nocturno de navegación y orientación por infrarrojos a baja altitud se utilizó a gran escala en combate real por primera vez, convirtiéndose en los "ojos" de los aviones de combate en operaciones nocturnas, permitiendo a los soldados moverse con tanta libertad como durante el día en la oscuridad.
Desde entonces, los ejércitos de varios países han comenzado a equipar grandes cantidades de equipos de imágenes térmicas infrarrojas. La fabricación de materiales de componentes ópticos clave, como lentes, prismas, ventanas y filtros en radares infrarrojos, detectores de infrarrojos, dispositivos de visión nocturna y rastreadores de infrarrojos, es inseparable del germanio.
En el ámbito civil, las cámaras de detección infrarroja de alta definición pueden capturar imágenes de las actividades nocturnas de animales salvajes raros, ayudando a las personas a comprender y proteger mejor a los animales salvajes y contribuir a la biodiversidad.
Además, el germanio también es indispensable para que los seres humanos exploren el universo en la vasta extensión del espacio. Las células solares a base de germanio tienen buena resistencia a la radiación espacial y a las altas temperaturas, mayor eficiencia de conversión fotoeléctrica y menores costos de generación de energía, y se utilizan ampliamente en estaciones espaciales y otros campos. El germanio es también el componente de las lentes de los instrumentos de seguimiento por infrarrojos, los "ojos" de los vehículos aeroespaciales.
"Adoquín" para la transmisión de información
En la era de Internet, todo el mundo debe haber tenido esta experiencia. La barra de progreso de carga lenta al mirar noticias molesta a la gente, y el retraso al mirar videos hace que la gente se rasque la cabeza. Los problemas anteriores pueden resolverse si los operadores actualizan el ancho de banda. Si la banda ancha es el "camino" de la comunicación de información, entonces la fibra óptica es la "autopista" de la carretera y el germanio es el "adoquín" de la carretera. El tetracloruro de germanio se puede utilizar para fabricar preformas de fibra óptica, desempeñando un papel de dopaje y conversión fotoeléctrica. Es una materia prima esencial para la fabricación de fibras ópticas.
La fibra óptica es un conductor de comunicación muy utilizado y actualmente no existe ningún sustituto. Desde el siglo XXI, la tasa de crecimiento anual de la demanda mundial de fibra óptica ha llegado al 20%. En particular, la demanda de comunicaciones en los países en desarrollo ha seguido creciendo rápidamente. Con el desarrollo de la estrategia de "Banda Ancha China" de mi país, la implementación del concepto "Internet +" y el "aumento de velocidad y reducción de tarifas" y otras políticas, así como la llegada de la era de Internet de Todo 5G, la demanda de tecnología óptica La fibra sigue aumentando.
La "píldora mágica" para la longevidad
La salud y la longevidad han sido temas de preocupación para las personas desde la antigüedad. "Materia Médica de Shen Nong" y "Compendio de Materia Médica" enumeran al Ganoderma lucidum como un medicamento superior, y es un tesoro entre los materiales medicinales preciosos. La investigación médica moderna muestra que Ganoderma lucidum contiene una variedad de alcaloides, cuyos componentes principales son iones de "germanio" y polisacáridos poliméricos, que pueden mejorar el poder de autocuración y la inmunidad del cuerpo y mejorar la salud humana. Además, las raras hierbas medicinales chinas, como el ginseng, la baya de goji y los ojos de hozen, así como verduras como el ajo y las patatas, contienen germanio orgánico. Las pruebas realizadas por académicos chinos han descubierto que el ginseng silvestre de 20-años contiene germanio hasta 400×10-6, mientras que el ginseng de jardín (cultivado artificialmente) rara vez supera los 50×10-6.
Consejos amables
¿Se puede comer cualquier cosa que contenga germanio?
No.
El elemento germanio se divide en germanio orgánico y germanio inorgánico. El germanio inorgánico se deriva principalmente del carbón y el mineral de sulfuro. El monocristal de germanio y el cristal de germanato de bismuto (Bi12GeO20) formados después del procesamiento y la extracción se pueden utilizar en el campo de la óptica infrarroja. Sólo el germanio que existe en forma de sales orgánicas se llama germanio orgánico y es beneficioso para el cuerpo humano. El germanio orgánico se puede dividir en sintético y natural puro. El primer germanio orgánico, el tetraetilgermanio, se sintetizó en 1887. Hasta ahora, se han sintetizado más de 200 tipos de germanio orgánico. Entre ellos, el más importante es que en 1967, el médico japonés Kazuhiko Asai y otros sintetizaron óxido de germanio orgánico soluble en agua Ge-132 (nombre científico: sesquióxido de -carboxietil germanio). Puede inducir al cuerpo a producir interferón gamma y puede inducir la transformación de macrófagos "dormidos" en macrófagos antitumorales, induciendo así la actividad del interferón anticancerígeno. Desde entonces, el germanio orgánico ha comenzado a mostrar su talento en los campos de la farmacia, los productos sanitarios y la cosmética.
En la actualidad, el germanio orgánico se ha utilizado clínicamente para tratar diversos cánceres, artritis reumatoide, cataratas, hipertensión y otros síntomas. La comunidad médica ha aclamado al germanio orgánico como el "germanio salvador" de la humanidad en el siglo XXI.