మెటల్ టెర్మినేటర్ - గాలియం

చాలా అద్భుతంగా ఉండే ఒక రకమైన లోహం ఉంది. రోజువారీ జీవితంలో, ఇది పాదరసం వంటి ద్రవ రూపంలో కనిపిస్తుంది. మీరు దానిని డబ్బాపై పడవేస్తే, సీసా కాగితంలా పెళుసుగా మారడం మరియు అది ఒక దూర్చుతో పగిలిపోవడం చూసి మీరు ఆశ్చర్యపోతారు. అదనంగా, రాగి మరియు ఇనుము వంటి లోహాలపై పడటం కూడా ఈ పరిస్థితికి కారణమవుతుంది, దీనిని "మెటల్ టెర్మినేటర్" అని పిలుస్తారు. అటువంటి లక్షణాలను కలిగి ఉండటానికి కారణం ఏమిటి? ఈ రోజు మనం మెటల్ గాలియం ప్రపంచంలోకి ప్రవేశిస్తాము.

1, మూలకం ఏమిటిగాలియం మెటల్

గాలియం మూలకం మూలకాల యొక్క ఆవర్తన పట్టికలో నాల్గవ కాలం IIIA సమూహంలో ఉంది. స్వచ్ఛమైన గాలియం యొక్క ద్రవీభవన స్థానం చాలా తక్కువగా ఉంటుంది, కేవలం 29.78 ℃, కానీ మరిగే స్థానం 2204.8 ℃ వరకు ఉంటుంది. వేసవిలో, ఇది చాలా వరకు ద్రవంగా ఉంటుంది మరియు అరచేతిలో ఉంచినప్పుడు కరిగిపోతుంది. పై లక్షణాల నుండి, గాలియం దాని తక్కువ ద్రవీభవన స్థానం కారణంగా ఇతర లోహాలను ఖచ్చితంగా తుప్పు పట్టగలదని మనం అర్థం చేసుకోవచ్చు. ద్రవ గాలియం ఇతర లోహాలతో మిశ్రమాలను ఏర్పరుస్తుంది, ఇది ముందుగా పేర్కొన్న మాయా దృగ్విషయం. భూమి యొక్క క్రస్ట్‌లో దాని కంటెంట్ కేవలం 0.001% మాత్రమే, మరియు దాని ఉనికి 140 సంవత్సరాల క్రితం వరకు కనుగొనబడలేదు. 1871లో, రష్యన్ రసాయన శాస్త్రవేత్త మెండలీవ్ మూలకాల యొక్క ఆవర్తన పట్టికను సంగ్రహించి, జింక్ తర్వాత, అల్యూమినియంకు సమానమైన లక్షణాలను కలిగి ఉన్న అల్యూమినియం క్రింద ఒక మూలకం కూడా ఉందని అంచనా వేశారు మరియు దీనిని "అల్యూమినియం వంటి మూలకం" అని పిలుస్తారు. 1875లో, ఫ్రెంచ్ శాస్త్రవేత్త బోవాబోర్డ్‌ల్యాండ్ అదే కుటుంబానికి చెందిన లోహ మూలకాల యొక్క స్పెక్ట్రల్ లైన్ చట్టాలను అధ్యయనం చేస్తున్నప్పుడు, అతను స్ఫాలరైట్ (ZnS) లో ఒక విచిత్రమైన లైట్ బ్యాండ్‌ను కనుగొన్నాడు, కాబట్టి అతను ఈ “అల్యూమినియం లాంటి మూలకం”ని కనుగొన్నాడు, ఆపై దానికి తన మాతృభూమి పేరు పెట్టారు. ఫ్రాన్స్ (గౌల్, లాటిన్ గలియా), ఈ మూలకాన్ని సూచించడానికి Ga గుర్తుతో, కాబట్టి రసాయన మూలకం ఆవిష్కరణ చరిత్రలో గాలియం అంచనా వేయబడిన మొదటి మూలకం అయింది, ఆపై ధృవీకరించబడిన మూలకాన్ని కనుగొన్నారు ప్రయోగాలలో.

గాలియం ప్రధానంగా చైనా, జర్మనీ, ఫ్రాన్స్, ఆస్ట్రేలియా, కజాఖ్స్తాన్ మరియు ప్రపంచంలోని ఇతర దేశాలలో పంపిణీ చేయబడుతుంది, వీటిలో చైనా యొక్క గాలియం వనరుల నిల్వలు ప్రపంచంలోని మొత్తంలో 95% కంటే ఎక్కువగా ఉన్నాయి, ప్రధానంగా షాంగ్సీ, గుయిజౌ, యునాన్, హెనాన్, గ్వాంగ్జీలలో పంపిణీ చేయబడ్డాయి. మరియు ఇతర ప్రదేశాలు [1]. పంపిణీ రకం పరంగా, షాంగ్సీ, షాన్‌డాంగ్ మరియు ఇతర ప్రదేశాలు ప్రధానంగా బాక్సైట్, యునాన్ మరియు ఇతర ప్రదేశాలలో టిన్ ధాతువులో ఉన్నాయి మరియు హునాన్ మరియు ఇతర ప్రదేశాలు ప్రధానంగా స్ఫాలరైట్‌లో ఉన్నాయి. గాలియం మెటల్ యొక్క ఆవిష్కరణ ప్రారంభంలో, దాని అప్లికేషన్‌పై సంబంధిత పరిశోధన లేకపోవడం వల్ల, ఇది తక్కువ వినియోగంతో కూడిన లోహం అని ప్రజలు ఎల్లప్పుడూ నమ్ముతారు. అయితే, ఇన్ఫర్మేషన్ టెక్నాలజీ యొక్క నిరంతర అభివృద్ధి మరియు కొత్త శక్తి మరియు హైటెక్ యుగంతో, గాలియం మెటల్ సమాచార రంగంలో ఒక ముఖ్యమైన పదార్థంగా దృష్టిని ఆకర్షించింది మరియు దాని డిమాండ్ కూడా బాగా పెరిగింది.

2, మెటల్ గాలియం యొక్క అప్లికేషన్ ఫీల్డ్స్

1. సెమీకండక్టర్ ఫీల్డ్

గాలియం ప్రధానంగా సెమీకండక్టర్ పదార్థాల రంగంలో ఉపయోగించబడుతుంది, గాలియం ఆర్సెనైడ్ (GaAs) పదార్థం అత్యంత విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది మరియు సాంకేతికత అత్యంత పరిణతి చెందినది. సమాచార వ్యాప్తికి క్యారియర్‌గా, సెమీకండక్టర్ పదార్థాలు గాలియం మొత్తం వినియోగంలో 80% నుండి 85% వరకు ఉంటాయి, ప్రధానంగా వైర్‌లెస్ కమ్యూనికేషన్‌లో ఉపయోగిస్తారు. గాలియం ఆర్సెనైడ్ పవర్ యాంప్లిఫైయర్‌లు కమ్యూనికేషన్ ప్రసార వేగాన్ని 4G నెట్‌వర్క్‌ల కంటే 100 రెట్లు పెంచుతాయి, ఇవి 5G యుగంలోకి ప్రవేశించడంలో ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తాయి. అంతేకాకుండా, గాలియం దాని ఉష్ణ లక్షణాలు, తక్కువ ద్రవీభవన స్థానం, అధిక ఉష్ణ వాహకత మరియు మంచి ప్రవాహ పనితీరు కారణంగా సెమీకండక్టర్ అప్లికేషన్‌లలో వేడి వెదజల్లే మాధ్యమంగా ఉపయోగించవచ్చు. థర్మల్ ఇంటర్‌ఫేస్ మెటీరియల్‌లలో గాలియం ఆధారిత మిశ్రమం రూపంలో గాలియం మెటల్‌ను వర్తింపజేయడం వలన ఎలక్ట్రానిక్ భాగాల యొక్క ఉష్ణ వెదజల్లే సామర్థ్యం మరియు సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది.

2. సౌర ఘటాలు

సౌర ఘటాల అభివృద్ధి ప్రారంభ మోనోక్రిస్టలైన్ సిలికాన్ సౌర ఘటాల నుండి పాలీక్రిస్టలైన్ సిలికాన్ థిన్ ఫిల్మ్ సెల్స్‌గా మారింది. పాలీక్రిస్టలైన్ సిలికాన్ థిన్ ఫిల్మ్ సెల్స్ యొక్క అధిక ధర కారణంగా, పరిశోధకులు సెమీకండక్టర్ మెటీరియల్స్ [3]లో కాపర్ ఇండియం గాలియం సెలీనియం థిన్ ఫిల్మ్ (CIGS) కణాలను కనుగొన్నారు. CIGS కణాలు తక్కువ ఉత్పత్తి ఖర్చులు, పెద్ద బ్యాచ్ ఉత్పత్తి మరియు అధిక కాంతివిద్యుత్ మార్పిడి రేటు యొక్క ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంటాయి, తద్వారా విస్తృత అభివృద్ధి అవకాశాలను కలిగి ఉంటాయి. రెండవది, గాలియం ఆర్సెనైడ్ సౌర ఘటాలు ఇతర పదార్థాలతో తయారు చేయబడిన సన్నని చలనచిత్ర కణాలతో పోలిస్తే మార్పిడి సామర్థ్యంలో గణనీయమైన ప్రయోజనాలను కలిగి ఉన్నాయి. అయినప్పటికీ, గాలియం ఆర్సెనైడ్ పదార్థాల అధిక ఉత్పత్తి వ్యయం కారణంగా, అవి ప్రస్తుతం ప్రధానంగా అంతరిక్ష మరియు సైనిక రంగాలలో ఉపయోగించబడుతున్నాయి.

3. హైడ్రోజన్ శక్తి

ప్రపంచవ్యాప్తంగా శక్తి సంక్షోభం గురించి పెరుగుతున్న అవగాహనతో, ప్రజలు పునరుత్పాదక ఇంధన వనరులను భర్తీ చేయడానికి ప్రయత్నిస్తున్నారు, వీటిలో హైడ్రోజన్ శక్తి ప్రత్యేకంగా నిలుస్తుంది. అయినప్పటికీ, హైడ్రోజన్ నిల్వ మరియు రవాణా యొక్క అధిక ధర మరియు తక్కువ భద్రత ఈ సాంకేతికత అభివృద్ధికి ఆటంకం కలిగిస్తుంది. క్రస్ట్‌లో అత్యంత సమృద్ధిగా ఉన్న లోహ మూలకం, అల్యూమినియం కొన్ని పరిస్థితులలో హైడ్రోజన్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి నీటితో చర్య జరుపుతుంది, ఇది ఆదర్శవంతమైన హైడ్రోజన్ నిల్వ పదార్థం, అయినప్పటికీ, మెటల్ అల్యూమినియం ఉపరితలం సులభంగా ఆక్సీకరణం చెందడం వల్ల దట్టమైన అల్యూమినియం ఆక్సైడ్ ఫిల్మ్ ఏర్పడుతుంది. , ఇది ప్రతిచర్యను నిరోధిస్తుంది, తక్కువ ద్రవీభవన స్థానం మెటల్ గాలియం అల్యూమినియంతో మిశ్రమాన్ని ఏర్పరుస్తుందని మరియు గాలియం ఉపరితలాన్ని కరిగించగలదని పరిశోధకులు కనుగొన్నారు. అల్యూమినియం ఆక్సైడ్ పూత, ప్రతిచర్యను కొనసాగించడానికి అనుమతిస్తుంది [4], మరియు మెటల్ గాలియంను రీసైకిల్ చేయవచ్చు మరియు తిరిగి ఉపయోగించవచ్చు. అల్యూమినియం గాలియం మిశ్రమం పదార్థాల ఉపయోగం హైడ్రోజన్ శక్తి యొక్క వేగవంతమైన తయారీ మరియు సురక్షితమైన నిల్వ మరియు రవాణా సమస్యను పరిష్కరిస్తుంది, భద్రత, ఆర్థిక వ్యవస్థ మరియు పర్యావరణ పరిరక్షణను మెరుగుపరుస్తుంది.

4. వైద్య రంగం

గాలియం దాని ప్రత్యేకమైన రేడియేషన్ లక్షణాల కారణంగా వైద్య రంగంలో సాధారణంగా ఉపయోగించబడుతుంది, ఇది ప్రాణాంతక కణితులను చిత్రీకరించడానికి మరియు నిరోధించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. గాలియం సమ్మేళనాలు స్పష్టమైన యాంటీ ఫంగల్ మరియు యాంటీ బాక్టీరియల్ కార్యకలాపాలను కలిగి ఉంటాయి మరియు చివరికి బ్యాక్టీరియా జీవక్రియలో జోక్యం చేసుకోవడం ద్వారా స్టెరిలైజేషన్‌ను సాధిస్తాయి. మరియు గాలియం ఇండియమ్ టిన్ థర్మామీటర్లు వంటి థర్మామీటర్‌లను తయారు చేయడానికి గాలియం మిశ్రమాలను ఉపయోగించవచ్చు, ఇది సురక్షితమైన, విషపూరితం కాని మరియు పర్యావరణ అనుకూలమైన కొత్త రకం ద్రవ లోహ మిశ్రమం మరియు విషపూరిత పాదరసం థర్మామీటర్‌లను భర్తీ చేయడానికి ఉపయోగించవచ్చు. అదనంగా, గాలియం ఆధారిత మిశ్రమం యొక్క నిర్దిష్ట నిష్పత్తి సాంప్రదాయ వెండి సమ్మేళనాన్ని భర్తీ చేస్తుంది మరియు కొత్త దంత ఫిల్లింగ్ మెటీరియల్‌గా క్లినికల్ అప్లికేషన్‌లలో ఉపయోగించబడుతుంది.

3, ఔట్‌లుక్

ప్రపంచంలో గాలియం ఉత్పత్తిలో చైనా ప్రధానమైనప్పటికీ, చైనా గాలియం పరిశ్రమలో ఇంకా అనేక సమస్యలు ఉన్నాయి. సహచర ఖనిజంగా గాలియం తక్కువ కంటెంట్ కారణంగా, గాలియం ఉత్పత్తి సంస్థలు చెల్లాచెదురుగా ఉన్నాయి మరియు పారిశ్రామిక గొలుసులో బలహీనమైన లింకులు ఉన్నాయి. మైనింగ్ ప్రక్రియ తీవ్రమైన పర్యావరణ కాలుష్యాన్ని కలిగి ఉంది మరియు అధిక-స్వచ్ఛత గల గాలియం ఉత్పత్తి సామర్థ్యం సాపేక్షంగా బలహీనంగా ఉంది, ప్రధానంగా తక్కువ ధరలకు ముతక గాలియంను ఎగుమతి చేయడం మరియు అధిక ధరలకు శుద్ధి చేయబడిన గాలియంను దిగుమతి చేసుకోవడంపై ఆధారపడుతుంది. ఏది ఏమైనప్పటికీ, సైన్స్ అండ్ టెక్నాలజీ అభివృద్ధి, ప్రజల జీవన ప్రమాణాల మెరుగుదల మరియు సమాచారం మరియు శక్తి రంగాలలో గాలియం యొక్క విస్తృత వినియోగం, గాలియం కోసం డిమాండ్ కూడా వేగంగా పెరుగుతుంది. అధిక-స్వచ్ఛత గల గాలియం యొక్క సాపేక్షంగా వెనుకబడిన ఉత్పత్తి సాంకేతికత అనివార్యంగా చైనా యొక్క పారిశ్రామిక అభివృద్ధిపై పరిమితులను కలిగి ఉంటుంది. చైనాలో సైన్స్ అండ్ టెక్నాలజీ యొక్క అధిక-నాణ్యత అభివృద్ధిని సాధించడానికి కొత్త సాంకేతికతలను అభివృద్ధి చేయడం చాలా ముఖ్యమైనది.