Germanyum, özellik olarak parlak ve gümüşi ancak çok kırılgan olmasının yanı sıra, yarı iletkenler ve fiber optiklerde önemli bir bileşendir. Germanyum simgesi: Ge.
Bazı insanlar germanyum takviyesinin sağlığa faydaları olduğunu düşünüyor, ancak araştırmalar bu iddiaları desteklemiyor.
Germanyum Hakkında Gerçekler
- Atom numarası: 32
- Germanyum simgesi: Ge
- Atomik ağırlığı: 72.630
- Oda sıcaklığında fazı: katı.
- Erime noktası: 938,3 ºC
- Kaynama noktası: 2.833 ºC
- Doğal izotop sayısı: 5. Ayrıca laboratuvarda oluşturulan 19 yapay izotop vardır.
- En yaygın izotoplar: Ge-74 (yüzde 36,28’i), Ge-72 (yüzde 27,54’ü), Ge-79 (yüzde 20,84’ü), Ge-73 (yüzde 7,73’ü), Ge-76 (yüzde 7,61’i).
Tarihi
Germanyum elementini Clemens Winkler buldu.
Chemistry Explained’e göre, Rus kimyager Dmitri Mendeleyev, 1869’da elementlerin periyodik tablo yapısını geliştirdikten sonra germanyumun varlığını tahmin etmişti. Elementlerin atom ağırlığına göre düzenlenmesi tabloda bazı boşluklar bıraktı.
Mendeleyev, 32 numaralı element de dahil olmak üzere, henüz keşfedilmemiş birçok element olduğunu kesinleştirdi. 1885’te, bir Alman kimyager olan Clemens Winkler, argyrodit olarak bilinen bir madende o zamanlar “eka-silikon” olarak adlandırılan şeyi keşfetti. Bu maden; gümüş, kükürt, demir oksit, çinko ve yüzde 7’si bilinmeyen bir metal içeriyordu.
Chemistry Explained’e göre Mendeleyev, 32 numaralı elementin santimetre küp başına 5,5 gram (su yoğunluğunun 5,5 katı) ve 70 atom ağırlığı (suyun atom ağırlığının dört katından biraz daha az) bir yoğunluğa sahip olacağını tahmin etmişti.
Bu veriler germanyumun gerçek yoğunluğuna (santimetre küp başına 5.323 gram) ve atom ağırlığına (72.630) çok yakındır. Mendeleyev’in tahmininin doğruluğu, kimyagerlerin periyodik tabloya olan güvenini artırdı.
Germanyum nedir ve ne işe yarar?
Germanyum bir yarı metaldir, yani hem bir metalin hem de bir ametalin özelliklerine sahiptir. Los Alamos Ulusal Laboratuvarı’na göre periyodik tablodaki diğer yarı metaller bor, silikon, arsenik, antimon, tellür ve polonyumdur.
Germanyum, Chemicool’a göre, tıpkı su gibi donduğunda genişleyen birkaç elementten biridir. Diğerleri arasında galyum, silikon, bizmut ve antimon bulunur.
Germanyum bugünlerde nerede çıkarılır sorusuna cevap arıyorsak, germanyum öncelikle sfaleritten ( çinkonun birincil cevheri çıkarılır, ancak germanyum ticari olarak gümüş , kurşun ve bakır cevherlerinden de elde edilir.
“Germanyum” adı, Jefferson Lab’a göre Winkler’in anavatanı olan Almanya’nın Latince adından gelir.
Yerkabuğundaki germanyum bolluğu ağırlıkça milyonda yaklaşık 1.5’tir ve güneş sistemindeki bulunuşu ağırlıkça milyarda yaklaşık 200’dür.
Harvey Mudd Koleji’nde kimya öğrencisi olan Emily Darby’ye göre, Germanyum’un değeri II. Dünya Savaşı sırasında yüksek çözünürlüklü radar alıcılarında kullanıldığında fark edildi. İlk germanyum transistör kısa bir süre sonra icat edildi.
ABD Jeolojik Araştırmasına göre, germanyum kullanımının yaklaşık yüzdeleri şunlardır: yüzde otuzu detektörler dahil kızılötesi optikler için; yüzde yirmisi iletişimde kullanılan fiber optik için; yüzde yirmisi kumaş lifleri, gıda kapları ve reçineler gibi çeşitli ürünlerde kullanılan polietilen tereftalat için; yüzde on beşi güneş panelleri için elektronik ve güneş pilleri için; ve yüzde beşi fosfor, metalürji ve ilaçlar dahil organik maddeler için kullanılmıştır.
Germanyum, Los Alamos Ulusal Laboratuvarı’na göre öncelikle çinko madeni ve ayrıca arjirodit, germanit ve kömür ile birlikte çıkarılır. Chemistry Explained’e göre, germanyum Alaska, Tennessee, Çin, Birleşik Krallık, Ukrayna, Rusya ve Belçika’da çıkarılıyor.
Sağlık İddiaları
Germanyum ‘un bağışıklık sistemini iyileştirme, vücutta oksijen beslemesi ve serbest radikalleri yok etme dahil olmak üzere sağlığa faydalı olabileceği iddiaları var. Healthline’a göre, germanyum ayrıca alerji, astım, artrit, HIV/AIDS ve çeşitli kanser türlerinin tedavisinde de faydalı olarak kabul edildi.
Bununla birlikte, bu iddiaların bilimsel desteği çok az veya hiç yok. Germanyum takviyeleri veya ilaçları kullanmak, Healthline’a göre böbrek hasarı, anemi, kas zayıflığı ve koordinasyon eksikliği ve yüksek karaciğer enzimleri gibi birçok yan etkiye yol açabilir.
Deneylerde, spirogermanyum adı verilen bir germanyum türevinin belirli kanser hücrelerinde replikasyonu engellediği fark edildi ancak insan üzerinde yapılan çalışmalarda, Memorial Sloan Kettering Kanser Merkezi’ne göre, bunun olumsuz etkileri olduğunu ve antikanser tedavisi olarak uygun olmadığı anlaşıldı.
Germanyum Hakkındaki Güncel Araştırmalar
2016 yılında Applied Physics Letters’da yayınlanan bir araştırmaya göre, Germanyum çeşitli alanlarda dedektörlerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Çalışma, germanyum fotodedektörlerinin ışığın görünür ve yakın kızılötesi spektrumlarında kullanıldığında yüksek verimliliğini tartışıyor.
Germanyum dedektörleri geleneksel silikon bazlı fotodedektörlerle karşılaştırıldı ve yazarlara göre daha iyi sinyal-gürültü oranına ve dedektörlerle gözlemlenebilen spektral ışık aralığının uçlarına yakın tepkilere sahipti.
Germanyum, küçük bant aralığı veya elektronların yarı iletken metallerde yaygın olan daha yüksek bir enerji durumuna atlama yeteneği nedeniyle fotodedektörlerde kullanım için test edildi.
Germanyum nerelerde kullanılır; diyotlar, kameralar, mikroskoplar, projektörler, florasan lambalar, vitamin ilaçlarında v.b kullanılmaktadır.
Bu fotoiletkenler, televizyon uzaktan kumandaları, büyük mağazalarda yaygın olan otomatik olarak açılan kapıları ve fiber optik iletişim sistemleri gibi günlük hayatımızda kullanılan birçok teknoloji türünde kullanıldığı gibi astronomi, laboratuvar araştırmaları ve çevresel izleme gibi birçok bilimsel alanda da kullanılmaktadır.
Silisyum gibi geleneksel malzemelere kıyasla fotodedektörlerde daha yüksek germanyum absorpsiyonu nedeniyle artan verimlilikle, hedef dalga boyunda daha fazla ve daha iyi bilgi alınabilir.
Sezin Aliye Bozdoğan