國立嘉義大學 應用化學系 和 高雄醫學大學 醫藥暨應用化學系
蘇 明 德 教 授
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「鎵」(音唸ㄐㄧㄚ)的被發現歷史之所以引人注目,是因為「鎵」早在1871年由發明〝化學元素週期表〞的蘇俄化學家門捷列夫(Dmitri Ivanovich Mendeleev,1834-1907),從理論上推測出「鎵」是個可能存在的元素之一。1875年法國化學家布瓦博德朗(Paul Émile(François)Lecoq de Boisbaudran,1838-1912)對〝閃鋅礦〞(ZnS)進行光譜分析,發現其中有未知的光譜出現,於是他將新元素成功分離並拿去分析性質之後,發現它的性質與原先門捷列夫對〝化學元素週期表〞對空格的未知元素(即〝似鋁〞)所做的預測性質完全符合,於是布瓦博德朗成為首位真正發現並確認該元素的第一人。他後來用〝法國〞的拉丁文名字〝Gallia〞命名該元素為〝Gallium〞,以紀念他的祖國法國。「鎵」是最後一個被偶然發現的元素,也是第一個對號入座進入〝化學元素週期表〞空位的元素。此後一切新元素的發現,都是根據〝化學元素週期表〞的預測而完成的。〝化學元素週期表〞出色的預測精準度大大宣傳了化學元素自身的週期規律性之真理。
「鎵」是生產〝半導體〞、〝高端微處理器〞、〝光纖〞產品和〝夜視鏡〞的關鍵材料化學元素。在現今科技界著名的化合物〝半導體〞中,〝氮化鎵〞、〝砷化鎵〞及〝氧化鎵〞都需要使用到「鎵」金屬元素,相關的產品則包括5G手機的RF功率放大器、寬能隙功率晶片、LED及〝半導體〞雷射等電子及光電晶片,影響所及不可謂之不鉅。近年來,「鎵」也被認為是〝抗生素〞界的新星元素,這是因為很多細菌已具有耐藥性,而新的〝抗生素〞又越來越難被開發出來,因而美國科學家就另闢蹊徑:讓金屬「鎵」來對抗細菌感染。主要是針對那些對〝鐵〞具有依賴性的〝細菌酶〞,像是〝綠膿桿菌〞(Pseudomonas Aeruginosa),因為「鎵」在結構上和〝鐵〞具有一定的相似性,所以當〝綠膿桿菌〞接觸到「鎵」時,就會把「鎵」誤會成是〝鐵〞,誤食「鎵」元素後,〝綠膿桿菌〞內部的DNA機制就會被破壞,導致〝綠膿桿菌〞無法繼續繁殖而死亡。