بعد تصدره التريند.. ما أهمية الجاليوم والجرمانيوم بالنسبة لأمريكا؟

تصدر قرار الصين بخصوص فرض قيود على نوعين من المعادن هما:" الجاليوم والجرمانيوم" مواقع التواصل الاجتماعي خلال الساعات القليلة الماضية.
رأى المتخصصين أن هذا القرار سلاح ذو حدين من الممكن أن يؤثر على أمريكا والدول المتقدمة وأيضا يؤثر على الصين نفسها.


فرض قيود الجاليوم والجرمانيوم

قالت وزارة التجارة الصينية، الاثنين، إن المعدنين، الجاليوم والجرمانيوم، وأكثر من 36 من المعادن ذات الصلة ومواد أخرى "ستخضع جميعها لضوابط تصدير غير محددة" بدءًا من أول أغسطس المقبل.
لفت بيان الوزارة إلى أن الخطوة تهدف ل "حماية الأمن القومي والمصالح القومية"، مشيرًا إلى أن "بعض طلبات التصدير المستقبلية ستخضع للمراجعة من قبل أعلى هيئة حكومية"، وهي مجلس الدولة.
ما هو الجرمانيوم


جرمانيوم: عنصر شبه فلزي، وهو عنصر لامع أبيض إلى رمادي، هش القوام، شكله كالماس البلوري، وهو شبيI بخواصه الكيميائية والفيزيائية بالسيليكون، حيث يظهر تحته في المجموعM الرابعة عشرة من جدول مندلييف الدوري.
والجرمانيوم مهم جدًا كموصل جزئي، يستخدم في الترانزيستورات والدوائر المغلقة التي تصنع من الجرمانيوم، ويضاف إليها بعض الزرنيخ والغاليوم ومعادن أخرى. وتصنع العديد من السبيكات التي تحتوي على الجرمانيوم، كما يشكل الجرمانيوم مجموعة من المركبات، فأكيد الجرمانيوم يضاف إلى الزجاج لزيادة معامل الانكسار، وتسخدم في صناعة العدسات واسعة الزاوية، وبما أن الأكسيد شفاف للأشعة تحت الحمراء، فإنه يستعمل في الأدوات البصرية وعدسات المجاهر والكاميرات وفي صناعة الأدوات الموسيقية.
ويستعمل الكلورايد الرباعي الذي هو سائل يغلي عند درجة 84 درجة سلزيوس كمادة وسيطة ف إنتاج الجرمانيوم النقي وهاليدات أخرى معروفة.
والهيدريد الرباعي للجرمانيوم هو غاز يتفكك في درجة حرارة 300 درجة سلزيوس، إلى الهيدرجين والجرمانيوم. ويستخدم أحيانًا كموصل جزئي، وهناك العديد من المركبات العضوية مع الجرمانيوم مثل السلفات، ويوجد مع الكبريت والزنك/ كما يوجد مع الحيد والمنغنيز والكولوبيوم.
والمادة الخام للجرمانيوم الرئيسة هي الجرمانيت التي تحتوي على النحاس والكبريت ونحو 7% من الجرمانيوم وعشرين عنصرًا آخر، وينتج الجرمانيوم كناتج جانبي عند تكرير المعادن الأخرى، وقد تنبأ بوجوده مندلييف عند تأسيس جدوله الدوري للمعادن واكتشفه الألماني كليمنس وينكلر عام 1886 وسماه نسبة إلى ألمانيا. وقد أكتشفت صفات قاتلة للجراثيم فاستعمل كمبيد للجراثيم.وعدده الذري هو 32 ووزنه الذري
ما هي أهمية الجاليوم؟


الجاليوم، هو من المعادن الناعمة الملمس، يتميز باللون الفضي، يُستخدم بالدرجة الأولى في الدوائر الكهربية وأشباه الموصلات، والصمامات الثنائية الباعثة للضوء (LEDs)، ويُستخدم أيضًا في موازين الحرارة العالية (Thermometers)، ومِقياس الضغط الجوي (Barometers)، وفي صناعة بعض الأدوية، وفي اختبارات الطب النووي، وحتى الآن لم نعرف للعنصر قيمة بيولوجية.
عُنصر طبيعي:لا يتواجد الجاليوم أبدًا في الطبيعة كعُنصر حر، ولا يُمكن إيجاده في أي من المعادن بكمية ذات أهمية، ولكن يُمكن إيجاده بكميات ضئيلة في بعض المركبات، كخامات الزنك، أو البوكسيت، ويزن الجاليوم نحو 0.0019% من القشرة الأرضية، ويُمكن الحصول عليه بسهولة عن طريق الصهر، ومع ذلك فإن الجاليوم التُجاري نحصل عليه كمُنتج ثانوي في عمليات الحصول على الألومينيوم والزنك، وتُعد أستراليا وروسيا وفرانسا وألمانيا، أكبر الدول المُنتجة للجاليوم.
استخدامات الجاليوم

يُستخدم الجاليوم بالدرجة الأولى في الإلكترونيات، وفي الحقيقية نحو 95% من إنتاج الجاليوم يتم استخدامه في صناعة الزرنيخ (GaAs)، وهو مركب يتم استخدامه في دوائر الأشعة الميكروية، والأشعة تحت الحمراء، وأشباه الموصلات، والليدات الزرقاء، والبنفسجية اللون، ويمكن استخدام الزرنيخ في إنتاج الليزر بطريقة مباشرة من الكهرباء، ويُستخدم في صناعة ألواح الطاقة الشمسية، بما فيها تلك المُستخدمة في المستكشف الجوَّال على سطح المريخ، ويُستخدم أيضًا مركب نيتريد الجاليوم، كشبه موصل في تقنيات البلوراي، والهواتف المحمولة، ومستشعرات الضغط للمفاتيح التي تعمل باللمس.
يرتبط الجاليوم بسهولة، بالعديد من المعادن، ويشيع استخدامه في صناعة السبائك التي تنصهر عند درجات حرارة منخفضة، وهو أحد تلك المعادن الأربعة التي تتضمن: (الزئبق، رابيديوم، السيزيوم)، التي تتواجد في الحالة السائلة عند درجة حرارة تقترب من درجة حرارة الغرفة، ويُعد الجاليوم من بين تلك المعادن الأربعة أقلهم تفاعلًا وسُميَّة؛ لذلك يُعد أكثر الخيارات الآمنة، والصديقة للبيئة؛ ليُستخدم في صناعة موازين الحرارة العالية (Thermometers)، ومِقياس الضغط الجوي (Barometers)، والأنظمة الناقلة للحرارة، سواء أكانت أجهزة تبريد أو تدفئة.
ويصعب التعامل مع الجاليوم السائل، ومع ذلك فإنه يلتصق بالزجاج، أو الجلد، ومعظم باقي المواد عدا (الجرافيت، الكوارتز، التيفلون)، ويتمدد الجاليوم السائل حينما يتجمد؛ لذا لا يُمكن تخزينه في حاويات زجاجية، ويُستخدم الجاليوم أيضًا في بعض الأدوية، كما يُستخدم في بعض المواد المُشعة، مثل: النظير المُشع (Ga-67)، الذي يُستخدم في الطب النووي في اكتشاف أي التهابات، أو عدوى، أو خلايا سرطانية بالجسم، وتستخدم نيترات الجاليوم في صناعة العديد من الأدوية، كما تُستخدم في علاج (الزيادة المُفرطة للكالسيوم في الدم – Hypercalcemia )، وهو مرض قد يتسبب في زيادة نمو أورام العظام، كما اقتُرح أيضًا استخدامه في علاج بعض السرطانات، والأمراض المُعدية، وأمراض الالتهابات، ومع ذلك فإن التعرض لكميات كبيرة من الجاليوم، قد يؤدي إلى تهيُّج الصدر، أو الحلق، وقد يؤدي استنشاق دخانه، إلى بعض الحالات المرضية شديدة الخطورة.

أهمية الجاليوم والجرمانيوم


رغم أن كلا من الغاليوم والجرمانيوم لا يُتداولان بكميات كبيرة، إلا أنهما مهمّان لصناعات معينة، خصوصًا صناعة اشباه الموصلات التي غالبا ما يتم تصميمها في الولايات المتحدة، حتى في حال تم تصنيعها في تايوان وكوريا الجنوبية.
وقال ألاستير نيل، عضو مجلس إدارة معهد المعادن المهمة، والذي يمتلك نحو 30 عامًا من الخبرة في صناعة المعادن في الصين، ل "وول ستريت جورنال"، إن "هذا الإجراء سيكون له تأثير فوري ومضاعف على صناعة أشباه الموصلات، خصوصًا فيما يتعلق بالرقائق عالية الأداء".
وتضررت الصين من جهود الولايات المتحدة لإبطاء تقدم تصنيع أشباه الموصلات لديها، والذي حذّرت واشنطن من أنه يهدف في نهاية المطاف إلى تقوية الجيش الصيني، إذ فاقمت إدارة بايدن من صعوبة شراء آلات الطباعة الحجرية اللازمة لإنتاج شرائح عالية الأداء على الصين.

استخدامات الجاليوم والجرمانيوم بالنسبة إلى الولايات المتحدة الأمريكية

يعتمد الجيش الأميركي على نيتريد الجاليوم، وهو منتج ذو صلة، لخصائصه المتعلقة بنقل الطاقة بكفاءة في أكثر الردارات المتقدمة قيد التطوير.
كما يُستخدم أيضًا في نظام الدفاع الصاروخي "باتريوت" الذي تصنعه شركة "RTX"، المعروفة سابقًا بRaytheon Technologies.

وبلغت مبيعات الشرائح التي تستخدم نيتريد الجاليوم 2.47 مليار دولار العام الماضي، وفقًا لمنظمة Precedence Research، ويُتوقع أن تقفز إلى 19.3 مليار دولار بحلول عام 2030.
كما يُتوقع أن ترتفع مبيعات الشرائح المنتجة باستخدام زرنيخيد الجاليوم من 1.4 مليار دولار العام الماضي، إلى 3.4 مليار دولار في عام 2030، وفقا لResearch and Markets.