게르마늄의 탄생 배경

[시마]

 

주기율표 제4B족에 속하는 탄소족원소

원소기호 : Ge	원자번호 : 32
원자량 : 72.59	녹는점 : 958.5℃
끓는점 : 2700℃	비 중 : 5.325(25℃)

내용 출처 : 두산세계대백과 EnCyber 
1871년 D.I.멘델레예프가 에카 규소(珪素)로서 그 존재를 예언하였으며, 86년에 독일의 화학자 C.빙클러, A.브라이하우프트가 아지로다이트(argyrodite) 속에서 발견하여, 독일의 라틴명인 Germania를 따서 게르마늄이라 명명하였다. 아지로다이트 ·게르마나이트 등의 광석이 있으나 극히 드물다. 지각 속에는 넓고 얇게 분포되어 섬아연석(閃亞鉛石) ·황화동석 속에 약간 함유되어 있고, 또 암석 속에서 규산염의 규소와 치환하여 미량(微量)이 함유되어 있는데, 이 때문에 클라크수는 0.00065로 제43위이다. 석탄 속에도 농축되어 존재하며, 식물에 흡수되어 존재하는 경우도 많다.

성 질

청색이 감도는 회백색의 단단한 금속으로 굳기는 불순물에 따라 뚜렷한 차이가 나지만, 보통은 모스굳기로 6이다. 전형적인 반도체로, 진성(眞性)반도체로 생각된다. 3가 또는 5가의 불순물 원자를 미량 함유할 때는 각각 p형 및 n형 반도체가 된다. 결정구조는 다이아몬드형이다. 공기 중에서는 안정하지만, 적열(赤熱) 이상으로 가열하면 산화한다. 염산 ·묽은 황산에는 녹지 않지만, 왕수(王水) ·알칼리 용액(과산화수소 함유) 및 뜨거운 진한 황산 등에는 녹는다. 흔히 2가 및 4가의 화합물을 만든다.

제조법

염화게르마늄을 정제하여 얻는다. 염화게르마늄의 제조법에는 황화광물을 제련할 때 부산물로서 얻는 방법, 석탄을 연소시켰을 때의 연탄을 모으는 방법 등이 있다. ① 황화광물 제련시의 부산물로서 얻는 방법:게르마늄을 함유하는 섬아연석을 태워 산화물을 만들고, 석탄과 식염을 가하여 소결(燒結)하면 게르마늄과 카드뮴이 휘발분으로서 나온다. 이것을 황산에 흡수시켜 아연말(亞鉛末)을 써서 카드뮴을 제거하고, 건조 ·배소(焙燒)시킨 다음, 염산과 증류하여 염화게르마늄을 석출시킨다. 또, 구리광석 등에서는 제련반사로(製鍊反射爐)에서 구리를 분리시킨 광재(鑛滓)로부터 아연과 카드뮴을 제거하는 방법도 있다. ② 석탄 연소시의 연탄을 모으는 방법:이 연탄은 1 % 내외의 게르마늄을 함유하고 있는데 탄산나트륨과 석회를 가하고 산화구리를 섞어 가열하면, 그 광재에 게르마늄이 모인다. 이 광재를 가루로 만들어 염소를 통과시키면서 염화철의 수용액 속에서 염산과 황산을 가하여 증류하면 염화게르마늄을 얻는다. 이런 방법으로 얻은 염화게르마늄(Ⅳ)을 증류 ·정제하고, 증류수로 가수분해하여 건조시키면 산화게르마늄(Ⅳ)이 된다. 이것을 순수소(純水素)로 650 ℃에서 환원시켜 분말 게르마늄으로 만드는데, 보통은 비활성기체 속에 넣어 1,100 ℃에서 잉곳으로 만든다. 순도(純度)는 99.99 % 정도이지만, 트랜지스터 등의 반도체 재료로 사용할 때는 더 순수한 것이 요구되므로, 띠정제(zone refining)를 하여 순도 99.99999999% 정도의 것을 얻는다. 이를 텐나인(ten-nine)이라고 한다.

용 도

반도체로서의 성질을 이용하여 정류기(整流器) ·검파기(檢波器) 등에 쓰이며, 특히 트랜지스터 작용을 이용하여 증폭 ·변조등 전자공학 분야에서 매우 널리 이용된다. 예전에는 매우 희귀한 원소의 하나로 간주되었으나, 최근에는 그 생산량이 급격히 증가되었다. 또 적색 형광체 ·적외선 투과유리 등의 제조에도 사용되고, 각종 합금 용도로 개발되고 있다.

신비의 약리작용(藥理作用)을 하는 게르마늄을 1886년경 발견한 사람은 독일의 윙클러(Winkler)씨인데 자신의 조국의 이름을 따서 게르마늄(Germanium)이라고 하였으며 원소기호 Ge로 명명한 것이며, 원자번호 32번으로 되어있다.
이는 회백색빛깔로 되어있으며 반도체를 만드는데 중요한 것으로써 알려져 있다.
우리가 얼핏 생각하기에는 반도체가 어떻게 인체에 유익한 작용을 하는지 의심을 할 수 있으나.게르마늄이 금속이 아닌 반도체임은 생리적으로도 대단히 편리하다.
왜냐하면 혈액을 비롯한 각 세포는 반도체의 성질을 지니고 있는데 반도체끼리는 그 전자물성으로 보아 공존할 수 없기 때문에 여분의 게르마늄이 체내에 축적될 우려가 전혀 없으며 축적될 수 없다는 것은 아무리 많이, 장기간 투여해도 여분의 게르마늄은 배설되기 때문에 부작용이 없다는 뜻이기도 하다. 우리 인체에 존재하고 있는 미약한 전류가 몸안을 흐르고 있다.
즉 생체란 보는 관점에 따라 전기의 극초미립자의 응집체라고 할 수 있다.
각 기관, 각 부분은 각각 고유의 응집체로서 기능하고 있다. 때문에 각 부분은 정해진 전위(電位)가 있고 그 전위가 뒤틀린 것이 질병이다.
어떤 이유로 과잉축적이 되면 그곳에 전위가 뒤틀리게 되며 통증이 오는 것이다. 
이런곳에 반도체가 침투하게 되면 방전을 시키기 때문에 통증이 사라지게 되는 것을 볼 수 있다.
본래 반도체란 과전류가 흐르게 되면 약화시키고 전기가 잘 흐르지 않으면 통전을 시키는 특성이 있다.게르마늄은 그 높은 전위를 지닌 암세포로부터 전자를 빼앗아 전위를 낮추는 작용을 한다.
게르마늄에는 유기성 게르마늄과 무기성 게르마늄이 있는데 무기성게르마늄은 절대로 복용할 수 없지만 체외에 부착하거나 살갗에 닿게하여 통증을 해소하는등 성인병 질환에는 좋은 효과가 있다.
유기게르마늄은 일본의 아사이박사가 30여년간의 연구한 끝에 복용할 수 있는 합성용해성 유기게르마늄를 만드는데 성공하여 백쥐와 사람들에게 실험한 결과 병치료에 탁월한 효과를 보임으로써 일대 센세이션을 일으키고 주목을 받고 있다.
게르마늄은 토양속에 있으며 식물속에도 있고 또한 유명한 약수에도 약간은 있다.
게르마늄 미립자의 전자가 구석구석들어가서밖에 있는 하나의 각질(자유전자)이 피속에서 산화된 수소이온에 흡착하여 20여시간내에 신장을 통해서 소변으로 배출된다.
그러기에 다른 약과는 달리 몸에 오랫동안 머물지 못하기 때문에 해가 없다.
이것은 게르마늄이 반도체의 성질을 지니고 있므로 생기는 결 과이기도 하다.

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