德國科學家找到從植物中提取鍺的方法
2015-09-08 22:20:50 n德國科學家已經找到方法,可以從普通植物中提取制半導體元素——鍺。
鍺是一種半導體元素,可被用于制造晶體管,因為它能以極快速度傳輸電荷。現在,硅鍺合金已經成為現代生活中不可或缺的材料,對生產電腦、智能手機以及光纖電纜等至關重要。在紅外線照射下,鍺呈現透明狀態,也被用于汽車的智能轉向系統和泊車傳感器上。
盡管鍺普遍存在于世界各地的土壤中,但很難提取,目前大部分供應來自中國。現在,德國弗萊堡工業大學的科學家認為,他們已經找到革命性方法,可以從本國土壤中提取鍺,只是需要大自然給與一點兒幫助。
生 物學教授赫爾曼·海爾邁耶(Hermann Heilmeier)參與了這個項目,他說:“我們在這片田地中培育各種能量作物,比如向日葵、玉米以及草廬等。但我們不會用它們制造能源產品,而是用于 植物冶金。在德國,我們稱其為‘植物采礦’。我們想將目前從土壤中提取的元素吸收到植物根莖中,收獲后再從植物中提取所需元素。”
盡管這一過程還處于起步階段,但海爾邁耶說,他們已經確認部分可用植物,并將進行大規模試驗。下一階段的主要工作將在弗萊堡大學實驗室中完成,由工業化學教授馬丁·伯塔烏(Martin Bertau)負責領導。伯塔烏稱,從這個地區的土壤構成來看,這里非常適合提取鍺。
伯塔烏解釋稱:“這里有鋅礦,土壤中富含鋅元素。我們還有來自礦場的廢石堆,富含鍺元素的水可被更好地排出。當你在這里培育植物,并為它們澆水時,它們就能通過正常的生理過程將鍺儲存到體內。通過細菌的發酵作用,我們就可以獲得這些鍺。”
從經濟學角度來看,這一過程也十分高效,因為提取鍺的過程可發生在植物被用于制造生物沼氣之后,大量成本都被現有的沼氣場承擔。伯塔烏說:“我們利用正常的生物沼氣生成過程收集發酵產品,然后從中提取鍺。這種下游加工過程的成本是可控的,所以即使量少,在經濟上依然可行。”
可是從工業角度來看,這個過程擁有無比巨大的潛力。當然,在能夠產生效益前,科學家們依然有大量工作要做。當前鍺只能以極少的數量提取,每升只能提取幾毫克。科學家們需要每升至少提取1克,但目前只有通過濃縮過程才有可能達到。