Blogger Widgets Το στέκι των Φυσικών Επιστημών: Το Γερμάνιο στη ζωή μας! Animated Blue Pencil
Drop Down MenusCSS Drop Down MenuPure CSS Dropdown Menu
****Καλώς ήρθατε στο στέκι των Φυσικών Επιστημών, ένα στέκι με άρθρα και πλούσιο εκπαιδευτικό υλικό για τους μαθητές Γυμνασίου!****Welcome to my blog. Hope you enjoy it!!*****

Δευτέρα, 14 Απριλίου 2014

Το Γερμάνιο στη ζωή μας!


Βίος και πολιτεία
 

Ακόμη και σαπούνια με γερμάνιο πωλούνται στο διαδίκτυο αφού οι υποτιθέμενες θεραπευτικές ιδιότητές του γίνονται πιστευτές

Αναμενόμενο σήμερα να πάρει σειρά το γερμάνιο, ένα στοιχείο που ο καθένας μπορεί να μαντέψει ότι το όνομά του έχει σχέση με την ηγεμονεύουσα τα τελευταία χρόνια χώρα της Κεντρικής Ευρώπης. Μόνο που πριν από τριάντα πέντε περίπου χρόνια το στοιχείο αυτό συνδέθηκε με μια δήθεν θαυματουργή θεραπεία και ένα ανάλογα... δήθεν όνομα. «Θαυματουργή Θεραπεία: Οργανικό Γερμάνιο» λεγόταν το βιβλίο ενός Ιάπωνα, του Kazuhiko Asai, που από το 1945 έκανε έρευνες σε σχέση με την επίδραση του «οργανικού γερμανίου» σε διάφορες ασθένειες.

Τι είναι όμως το οργανικό γερμάνιο; Είναι μια ένωση του γερμανίου με συγκροτήματα ατόμων που περιέχουν και άνθρακα. Η λέξη οργανικό μπήκε για λόγους καλύτερης εμπορικής διακίνησης αφού παρέπεμπε σε κάτι πιο υγιεινό και από φάρμακο, με τη διαφήμιση να υποστηρίζει ότι τα συμπληρώματα με αυτή την ουσία βελτίωναν το ανοσοποιητικό σύστημα, την πρόσληψη οξυγόνου και την καταστροφή των οξειδωτικών ουσιών. Το 1988 η φήμη του έφθασε στο υψηλότερο σημείο της εξαιτίας ενός βιβλίου που έγραψε η Sandra Goodman, μια καναδικής καταγωγής μοριακή βιολόγος εγκατεστημένη στο Λονδίνο, που το εξυμνούσε και από εκεί άρχισε η κάθοδος, αφού ήλθε σε σύγκρουση με το γνωστό ιατρικό περιοδικό «The Lancet» ενώ το βρετανικό υπουργείο Υγείας σε ανακοίνωσή του χαρακτήριζε τα συμπληρώματα με το γερμάνιο επικίνδυνα για την υγεία και χωρίς ουσιαστικό αποτέλεσμα. Παρ' όλα αυτά ακόμη και σήμερα βρίσκεις στο διαδικτυακό εμπόριο μπουκαλάκια με 50 γραμμάρια αυτού του γερμανίου με 150 δολάρια. Μια σχετικά νηφάλια παρουσίαση του οργανικού γερμανίου υπάρχει στη διεύθυνση:
http://www.healthline.com/natstandardcontent/germanium#1.

Γιατί το είπαν έτσι
Δύο στοιχεία του περιοδικού συστήματος έχουν όνομα που σχετίζεται με χώρα. Το ένα είναι το γερμάνιο. Ανακαλύφθηκε από τον Clemens A. Winkler (1838 -1902) στην πόλη Freiberg της Γερμανίας το 1886. Είναι βέβαια αξιοθαύμαστο πώς ο Μεντελέγεφ, ο αρχιτέκτονας του Περιοδικού Συστήματος, είχε προβλέψει πως έπρεπε να υπάρχει ένα στοιχείο, αν και στην εποχή του δεν είχε βρεθεί, ακριβώς κάτω από το πυρίτιο με ατομικό βάρος κοντά στο 71(!). Τον Σεπτέμβριο του 1885 ένας μεταλλωρύχος βρίσκει σε βάθος 460 μέτρων κοντά στην πόλη Freiberg κάποιο πρωτόγνωρο μετάλλευμα. Εφθασε τελικά στα χέρια του Winkler που βρήκε πως εκτός από άργυρο και θείο υπήρχε κάτι άγνωστο. Επειτα από έξι μηνών έρευνα κατέληξε στις ιδιότητες του γερμανίου, το τοποθέτησε εκεί που είχε προφητέψει ο Μεντελέγεφ και του έδωσε ένα όνομα που απαθανάτιζε την πατρίδα του, τη Γερμανία. Το αρχικό ορυκτό ήταν ο λεγόμενος αργυροδίτης.

Αριθμοί κυκλοφορίας
Ατομικός αριθμός: 32
Ατομικό βάρος: 72,61
Σημείο τήξης: 938οC
Σημείο ζέσης: 2.830οC
Αριθμός ισοτόπων: 32

Είναι ένα εύθρυπτο μεταλλοειδές, δίνει δηλαδή την εντύπωση μετάλλου μακροσκοπικά, αλλά στην πραγματικότητα ανήκει στους λεγόμενους ημιαγωγούς, όπως θα εξηγήσουμε.
       
 
Τι θέλει από τη ζωή μας;

Το γερμάνιο υπάρχει σε κάθε σπίτι  ως βασικό συστατικό των τρανζίστορ

Το γερμάνιο βρίσκεται όχι σε κάποια μεγάλα και καθαρά κοιτάσματα σε διάφορα σημεία του πλανήτη αλλά σαν στοιχείο της «μειοψηφίας» μαζί με άλλα μέταλλα. Κυρίως μαζί με ψευδάργυρο και όση ποσότητα χρειάζεται αντλείται από τα υπολείμματα μετά την ανάκτηση άλλων μετάλλων από ένα μετάλλευμα. Ετσι οι 80 περίπου τόνοι γερμανίου τον χρόνο προκύπτουν κυριολεκτικά από τις στάχτες των φούρνων που καίνε για να βγει ο ψευδάργυρος. Το γερμάνιο σε ανόργανες ενώσεις, δηλαδή χωρίς την παρουσία άνθρακα, γίνεται επικίνδυνο για την υγεία του ανθρώπου. Η ένωσή του με υδρογόνο δίνει πολύ εύφλεκτες ενώσεις και η εισπνοή των αερίων ερεθίζει τα μάτια, το δέρμα και το αναπνευστικό σύστημα. Διοξείδιο του γερμανίου, διχλωρίδιο του γερμανίου και τετραχλωρίδιο του γερμανίου είναι ενώσεις που χρειάζονται πολλή προσοχή. Ενωμένο όμως το στοιχείο αυτό με άνθρακα και τρία άτομα οξυγόνου, γνωστό σαν Ge-123, έχει διχάσει πολύ κόσμο από το 1989 ως και σήμερα. Θεωρείται από μια μερίδα θεραπευτών ότι είναι ένας πολύ καλός μεταφορέας οξυγόνου στα κύτταρα επειδή διαπερνάει την κυτταρική μεμβράνη και το εναποθέτει στο εσωτερικό. Αυτό το συνέδεσαν με την αδυναμία των καρκινικών κυττάρων να μεταβολίζουν το οξυγόνο και συμπέραναν ότι το να κατακλύζονται σε μοριακό επίπεδο από άτομα οξυγόνου καθυστερεί την ανάπτυξή τους ή ακόμη και ότι υποστρέφουν στην κανονική τους κατάσταση. Πάντως υπάρχει από το 1989 η σύσταση του βρετανικού υπουργείου Υγείας ενάντια στα συμπληρώματα γερμανίου και της Αμερικανικής Υπηρεσίας Τροφίμων και Φαρμάκων που επίσης αποτρέπει από τη χρήση του.

Πόλεμος και ειρήνη

Αφθονεί το γερμάνιο στους ερυθρούς γίγαντες του Σύμπαντος

Το καθαρό γερμάνιο είναι σκληρό στην αφή αλλά θρυμματίζεται εύκολα, η κρυσταλλική δομή του θυμίζει αυτή που έχει και το διαμάντι, οι χημικές ιδιότητές του είναι παρόμοιες με αυτές του πυριτίου. Στη διάρκεια του Β' Παγκοσμίου Πολέμου ο Karl Lark-Horovitz στο Πανεπιστήμιο Purdue παρατήρησε ότι το γερμάνιο, αν και δεν είναι τόσο καλός αγωγός του ηλεκτρισμού όπως τα διάφορα μέταλλα, αλλά ένας ημιαγωγός,  μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε συσκευές που χρειαζόταν να μετατρέπουν το εναλλασσόμενο ρεύμα σε συνεχές μικρής έντασης αυξάνοντας και τη διάρκεια ζωής τους. Ετσι, εκτός από τις καθαρά στρατιωτικές εφαρμογές στη διάρκεια του πολέμου, μπήκε στη συνέχεια και στις συσκευές καθημερινής χρήσης με αποκορύφωμα βέβαια τη χρήση του ως βασικού υλικού για τα τρανζίστορ και τα ολοκληρωμένα κυκλώματα, δηλαδή τα μικροσκοπικά εκείνα κομμάτια ανόργανης ύλης που πάνω τους, με τεχνικές μικροσκοπικής εγχάραξης, βρίσκονται χιλιάδες, αόρατα με γυμνό μάτι, κυκλώματα αποτυπωμένα και σε λειτουργία. Επίσης βρέθηκε ότι οξείδιο του γερμανίου που προστίθεται σε γυαλί αυξάνει τον δείκτη διάθλασης και αυτό οδήγησε στην κατασκευή όχι μόνον ευρυγώνιων φακών αλλά και καθημερινών γυαλιών για ανθρώπους που έχουν προβλήματα όρασης στα άκρα των ματιών τους. Η αύξηση του δείκτη διάθλασης έκανε το γερμάνιο πολύτιμο συστατικό και στις οπτικές ίνες, που είναι γνωστό ότι βασίζουν τη διάδοση του φωτός στην ολική ανάκλαση στο εσωτερικό του κεντρικού αγωγού.

Εκτός από τις λίγες τοποθεσίες εδώ στη Γη που υπάρχουν μεγαλύτερες συγκεντρώσεις γερμανίου, όπως είναι η Ρωσία και στη Γιούτα και το Κολοράντο στις Ηνωμένες Πολιτείες, στην ατμόσφαιρα του πλανήτη Δία διαπιστώθηκε ύπαρξη γερμανίου όπως και σε μακρινά άστρα, τους ερυθρούς γίγαντες.

Γερμάνιο επίσης θα βρούμε αν ψάξουμε εκεί όπου υπάρχουν οι νέου τύπου ανιχνευτές εκρηκτικών και άλλων επικίνδυνων αντικειμένων που ψάχνουν κάτω από τα ρούχα των επιβατών.

Απορίες λογικές και μη

Πώς «βλέπουν» κάτω από τα ρούχα οι ανιχνευτές αυτοί;
Είναι οι λεγόμενοι backscatter που πραγματικά γδύνουν τους επιβάτες δείχνοντας ό,τι έχουν κάτω από τα εξωτερικά ρούχα, από εσώρουχα έως τυχόν μαχαίρια και εκρηκτικά. Χρησιμοποιούν Ακτίνες Χ χαμηλής ενέργειας που φθάνουν το πολύ μέχρι το δέρμα ή και πολύ λίγο κάτω από αυτό και μετά ανακλώνται και συλλαμβάνονται από πολύ ευαίσθητους ανιχνευτές που λειτουργούν με κρυστάλλους ημιαγωγών πολύ καθαρής μορφής, διότι οι τυχόν προσμείξεις δημιουργούν προβλήματα αγωγιμότητας με αποτέλεσμα οι χαμηλής ενέργειας ανακλώμενοι από το σώμα και τα ρούχα παλμοί που φθάνουν να μη δίνουν καθαρή εικόνα. Επίσης, επειδή δεν διαπερνούν το σώμα αυτές οι ακτίνες όπως στις κλασικές ακτινογραφίες, χρειάζεται στο αεροδρόμιο να λαμβάνονται δύο εικόνες, μία μετωπική και μία εκ των όπισθεν.

Πώς του ήρθε του Ασάι να ψάξει για το γερμάνιο;
Στην αρχή ο Ασάι, που δεν ζει πια, έψαχνε για το πώς να εξορύσσεται καλύτερα και να χρησιμοποιείται ο άνθρακας. Αλλά παρατήρησε πως απολιθωμένα φυτά που έβρισκε μέσα στα ανθρακούχα κοιτάσματα περιείχαν γερμάνιο. Από εκεί έφθασε στο οργανικό γερμάνιο και σε φυτά που το περιέχουν άφθονο, όπως είναι το τζινσένγκ, το σκόρδο και η αλόη, αλλά αποδείχθηκε πως κόστιζε πολύ ακριβά τότε η ανάκτησή του από αυτά.
Άκης Γαλδαδάς Βήμα έντυπη έκδοση

Δεν υπάρχουν σχόλια :

Δημοσίευση σχολίου

Παγκόσμιο ρολόι

Blogger Widgets