تثار العديد من التساؤلات حول موقع معدن الغاليوم واستخداماته المتعددة، حيث يُعتبر هذا المعدن الناعم ذو اللون الفضي مُعتمدًا بشكل رئيسي في الدوائر الإلكترونية والثنائيات الباعثة للضوء. من خلال هذا المقال، نستعرض أبرز استخدامات معدن الغاليوم.
أين يتواجد معدن الغاليوم؟
تتمتع المعادن والسبائك السائلة بخصائص فريدة تجعلها مثالية للتطبيقات المتعلقة بتخزين الطاقة الكهربائية وتوليدها.
من المهم ملاحظة أن المعادن السائلة المعتمدة على الغاليوم تُستخدم عند درجات انصهار منخفضة، مثل سوائل التبادل الحراري التي تُستخدم لتبريد الإلكترونيات المتكاملة، بالإضافة إلى استخدامها في تصنيع الأجهزة الإلكترونية القابلة للمرونة وإعادة التشكيل.
يغلب على الغاليوم طابع الغموض، حيث يمتاز بخصائص فيزيائية متميزة، مثل انخفاض نقطة انصهاره التي تكون أعلى بقليل من درجة حرارة الغرفة. ومن الجدير بالذكر أنه يتقلص عند الذوبان، مما يجعله مشابهًا للماء في هذا الصدد.
وعلى النقيض من الترتيبات المتسقة المنتظمة للذرات في المواد الصلبة البلورية، فإن الحالة السائلة تميل إلى الاضطراب بشكل يتسم بالعشوائية، مما يسمح للذرات بالتدفق والتحرك بحرية مثل الغاز.
ما هي استخدامات معدن الغاليوم؟
في سياق استكشاف أين يتواجد معدن الغاليوم، من الضروري تسليط الضوء على مجموعة من الاستخدامات المتعددة التي يشتهر بها، ومنها:
- يُستخدم الغاليوم بشكل رئيسي في صناعة الإلكترونيات.
- حوالي 95% من إنتاج الغاليوم يُستخدم في تصنيع زرنيخيد الغاليوم، المركب الأساسي في دوائر الموجات الدقيقة والأشعة تحت الحمراء وأشباه الموصلات، بالإضافة إلى مصابيح LED البنفسجية والزرقاء.
- يمكن لزرنيخيد الغاليوم أن يُنتج ضوء الليزر مباشرة من الكهرباء، وهو مُستخدم أيضاً في الألواح الشمسية.
- يُستخدم نيتريد الغاليوم المركب بشكل واسع كأشباه موصلات في الهواتف المحمولة وأجهزة استشعار الضغط للمفاتيح اللمسية.
- يتفاعل الغاليوم بسهولة مع معظم المعادن، مما يُستخدم لصنع سبائك منخفضة الذوبان. يُعتبر الغاليوم من بين أربعة معادن (الزئبق، الروبيديوم، السيزيوم) الذي يكون سائلًا أو قريبًا من هذه الحالة عند درجة حرارة الغرفة.
- يمتاز الغاليوم بكونه أقل تفاعلًا، مما يجعله خيارًا آمنًا وصديقًا للبيئة لاستخدامه في مقاييس الحرارة وأنظمة النقل الحراري ووسائل التبريد والتدفئة.
- يُستخدم الغاليوم في بعض المستحضرات الدوائية والمواد المشعة، مثل استخدام النظائر المشعة لتشخيص حالات التهاب أو عدوى أو سرطان في الجسم.
- تُستخدم نترات الغاليوم في مجموعة من الأدوية لعلاج فرط كالسيوم الدم، والذي يمكن أن يُسبب نمو أورام العظام؛ حيث تم اقتراحه كذلك كعلاج للسرطان والأمراض المعدية والالتهابية. ومع ذلك، فإن التعرض لكميات كبيرة من الغاليوم قد يتسبب في تهيج الصدر أو الحلق.
مميزات عنصر الغاليوم
عند الحديث عن موقع معدن الغاليوم، من المهم الإشارة إلى بعض المميزات التي يحملها هذا العنصر، ومن أبرزها:
- في حالته الصلبة، يكون للغاليوم لون أزرق رمادي.
- يذوب الغاليوم عند درجات حرارة أعلى من درجة حرارة الغرفة، مما يعني أنه إذا كنت تمسك بقطعة من الغاليوم، ستميل إلى الذوبان بين يديك.
- يُعتبر الغاليوم معدنًا صلبًا وناعمًا يمكن قطعه بسهولة.
- يُظهر الغاليوم استقرارًا في الماء والهواء، ولكنه يتفاعل ويذوب بسهولة في الأحماض والقلويات.
- في حالته الصلبة، يتوسع الغاليوم بنسبة 3.1%، لذا يُفضل تجنب تخزينه في المعدن أو الزجاج.
- يمكن تحويل عنصر الغاليوم بسهولة إلى سبيكة تحتوي على مجموعة من المعادن المستخدمة في القنابل النووية لتثبيت هيكلها البلوري.
- يُعتبر الغاليوم من المعادن القليلة التي يمكن أن تحل محل الزئبق في استخداماته بمقاييس الحرارة.
بالتعرف على مكان وجود معدن الغاليوم واستخداماته، نجد أنه رغم المميزات العديدة لهذا المعدن، إلا أن له بعض الأضرار التي قد تشكل خطرًا على صحة الإنسان والحيوانات، مثل تسببه في طعم معدني في الفم وظهور الطفح الجلدي، بالإضافة إلى انخفاض إنتاج خلايا الدم.