Nutizie - Materiali di terre rare nanometriche, una nova forza in a rivoluzione industriale

Materiali di terre rare nanometriche, una nova forza in a rivoluzione industriale

A nanotecnologia hè un novu campu interdisciplinariu sviluppatu gradualmente à a fine di l'anni 1980 è à l'iniziu di l'anni 1990. Perchè hà un grande putenziale per creà novi prucessi di pruduzzione, novi materiali è novi prudutti, scatenarà una nova rivoluzione industriale in u novu seculu. U livellu di sviluppu attuale di a nanoscienza è di a nanotecnologia hè simile à quellu di l'informatica è di a tecnulugia di l'infurmazione in l'anni 1950. A maiò parte di i scientifichi impegnati in questu campu prevedenu chì u sviluppu di a nanotecnologia avarà un impattu largu è di vasta portata nantu à parechji aspetti di a tecnulugia. I scientifichi credenu chì hà proprietà strane è prestazioni uniche. I principali effetti di cunfinamentu chì portanu à e proprietà strane di i nanomateriali di terre rare sò l'effettu di superficia specifica, l'effettu di piccula dimensione, l'effettu d'interfaccia, l'effettu di trasparenza, l'effettu tunnel è l'effettu quanticu macroscopicu. Quessi effetti rendenu e proprietà fisiche di u nanosistema diverse da quelle di i materiali cunvinziunali in luce, elettricità, calore è magnetismu, è presentanu parechje caratteristiche nove. In u futuru, ci sò trè direzzioni principali per i scientifichi per ricerche è sviluppà a nanotecnologia: preparazione è applicazione di nanomateriali cù prestazioni eccellenti; Cuncepisce è preparà vari nanodispositivi è apparecchiature; Rilevazione è analisi di e proprietà di e nano-regioni. Attualmente, a nano terra rara hà principalmente e seguenti direzzioni d'applicazione, è a so applicazione deve esse sviluppata ulteriormente in u futuru.

Ossidu di lantaniu nanometricu (La2O3)

L'ossidu di lantaniu nanometricu hè applicatu à materiali piezoelettrici, materiali elettrotermichi, materiali termoelettrici, materiali magnetoresistenti, materiali luminescenti (polvere blu), materiali di almacenamiento di idrogenu, vetru otticu, materiali laser, vari materiali di lega, catalizatori per a preparazione di prudutti chimichi organici è catalizatori per neutralizà i gas di scaricu di l'automobile, è i film agriculi di cunversione di luce sò ancu applicati à l'ossidu di lantaniu nanometricu.

Ossidu di ceriu nanometricu (CeO2)

L'usi principali di l'ossidu di ceriu nano sò i seguenti: 1. Cum'è additivu di u vetru, l'ossidu di ceriu nano pò assorbe i raggi ultravioletti è i raggi infrarossi, è hè statu applicatu à u vetru di l'automobile. Pò micca solu impedisce i raggi ultravioletti, ma ancu riduce a temperatura in l'internu di a vittura, risparmiendu cusì elettricità per l'aria condizionata. 2. L'applicazione di l'ossidu di ceriu nano in u catalizatore di purificazione di i gas di scaricu di l'automobile pò impedisce efficacemente chì una grande quantità di gas di scaricu di l'automobile sia scaricata in l'aria. 3. L'ossidu di nano-ceriu pò esse adupratu in pigmenti per culurisce i plastichi, è pò ancu esse adupratu in l'industrie di rivestimenti, inchiostri è carta. 4. L'applicazione di l'ossidu di ceriu nano in i materiali di lucidatura hè stata largamente ricunnisciuta cum'è un requisitu di alta precisione per a lucidatura di wafer di silicone è substrati di monocristallo di zaffiro. 5. Inoltre, l'ossidu di ceriu nano pò ancu esse applicatu à materiali di almacenamiento di idrogenu, materiali termoelettrici, elettrodi di tungstenu à nano ossidu di ceriu, condensatori ceramici, ceramiche piezoelettriche, abrasivi di carburo di silicone à nano ossidu di ceriu, materie prime per celle à combustibile, catalizatori di benzina, alcuni materiali magnetichi permanenti, vari acciai legati è metalli non ferrosi, ecc.

L'ossidu di praseodimiu nanometricu (Pr6O11)

L'usi principali di l'ossidu di praseodimiu nanometricu sò i seguenti: 1. Hè largamente adupratu in a custruzzione di ceramica è in a ceramica d'usu cutidianu. Pò esse mischiatu cù una vernice ceramica per fà una vernice culurata, è pò ancu esse adupratu solu cum'è pigmentu sottu vetru. U pigmentu preparatu hè giallu chjaru cù un tonu puru è elegante. 2. Hè adupratu per fabricà magneti permanenti è hè largamente adupratu in diversi dispositivi elettronichi è motori. 3. Hè adupratu per u cracking cataliticu di u petroliu. L'attività, a selettività è a stabilità di a catalisi ponu esse migliurate. 4. L'ossidu di nano-praseodimiu pò ancu esse adupratu per a lucidatura abrasiva. Inoltre, l'applicazione di l'ossidu di praseodimiu nanometricu in u campu di a fibra ottica hè sempre più estensiva. Ossidu di neodimiu nanometricu (Nd2O3) L'ossidu di neodimiu nanometricu hè diventatu un puntu caldu in u mercatu per parechji anni per via di a so pusizione unica in u campu di e terre rare. L'ossidu di nano-neodimio hè ancu applicatu à i materiali non ferrosi. L'aghjunta di 1,5% ~ 2,5% di nano-ossidu di neodimio in lega di magnesiu o d'aluminiu pò migliurà e prestazioni à alta temperatura, a tenuta d'aria è a resistenza à a corrosione di a lega, è hè largamente adupratu cum'è materiale aerospaziale per l'aviazione. Inoltre, u granatu d'aluminiu nano-ittriu drogatu cù nano-ossidu di neodimio produce un fasciu laser à onda corta, chì hè largamente adupratu per a saldatura è u tagliu di materiali sottili cù spessori inferiori à 10 mm in l'industria. Da u latu medicale, u laser Nano-YAG drogatu cù nano-Nd _ 2O _ 3 hè adupratu per rimuovere e ferite chirurgiche o disinfettà e ferite invece di i cultelli chirurgichi. L'ossidu di neodimio nanometricu hè ancu adupratu per culurisce materiali di vetru è ceramica, prudutti di gomma è additivi.

Nanoparticule d'ossidu di samariu (Sm2O3)

L'usi principali di l'ossidu di samariu di dimensioni nanometriche sò: l'ossidu di samariu di dimensioni nanometriche hè giallu chjaru, chì hè applicatu à i condensatori è catalizatori ceramici. Inoltre, l'ossidu di samariu di dimensioni nanometriche hà proprietà nucleari, è pò esse adupratu cum'è materiale strutturale, materiale di schermatura è materiale di cuntrollu di u reattore di energia atomica, affinchì l'enorme energia generata da a fissione nucleare possa esse aduprata in modu sicuru. E nanoparticelle di ossidu di europiu (Eu2O3) sò principalmente aduprate in i fosfori. Eu3+ hè adupratu cum'è attivatore di fosforu rossu, è Eu2+ hè adupratu cum'è fosforu blu. Y0O3:Eu3+ hè u megliu fosforu in efficienza luminosa, stabilità di u rivestimentu, costu di recuperu, ecc., è hè largamente adupratu per via di u miglioramentu di l'efficienza luminosa è di u cuntrastu. Recentemente, u nano ossidu di europiu hè ancu adupratu cum'è fosforu à emissione stimulata per u novu sistema di diagnosi medica à raggi X. U nano-ossidu di europiu pò ancu esse adupratu per a fabricazione di lenti culurite è filtri ottici, per dispositivi di almacenamiento di bolle magnetiche, è pò ancu mustrà i so talenti in materiali di cuntrollu, materiali di schermatura è materiali strutturali di reattori atomici. U fosforu rossu di gadoliniu-europiu à particelle fini (Y2O3:Eu3+) hè statu preparatu aduprendu nano-ossidu d'ittriu (Y2O3) è nano-ossidu d'europiu (Eu2O3) cum'è materie prime. Quandu si usa per preparà u fosforu tricolore di terre rare, hè statu trovu chì: (a) pò esse mischiatu bè è uniformemente cù a polvere verde è a polvere blu; (b) Bona prestazione di rivestimentu; (c) Siccome a dimensione di e particelle di a polvere rossa hè chjuca, a superficia specifica aumenta è u numeru di particelle luminescenti aumenta, a quantità di polvere rossa in i fosfori tricolori di terre rare pò esse ridutta, risultendu in un costu più bassu.

Nanoparticule d'ossidu di gadoliniu (Gd2O3)

I so usi principali sò i seguenti: 1. U so cumplessu paramagneticu solubile in acqua pò migliurà u signale d'imaghjini NMR di u corpu umanu in u trattamentu medicu. 2. L'ossidu di zolfu di basa pò esse adupratu cum'è griglia di matrice di tubu d'oscilloscopiu è schermu à raggi X cù una luminosità speciale. 3. L'ossidu di nano-gadoliniu in u granatu di galliu nano-gadoliniu hè un sustratu unicu ideale per a memoria di bolle magnetiche. 4. Quandu ùn ci hè micca limite di ciclu Camot, pò esse adupratu cum'è mezu di raffreddamentu magneticu solidu. 5. Hè adupratu cum'è inhibitore per cuntrullà u livellu di reazione à catena di e centrale nucleari per assicurà a sicurezza di e reazioni nucleari. Inoltre, l'usu di l'ossidu di nano-gadoliniu è di l'ossidu di nano-lantanu hè utile per cambià a regione di vitrificazione è migliurà a stabilità termica di u vetru. L'ossidu di nano-gadoliniu pò ancu esse adupratu per a fabricazione di condensatori è schermi d'intensificazione di raggi X. Attualmente, u mondu face grandi sforzi per sviluppà l'applicazione di l'ossidu di nano-gadoliniu è di e so leghe in a refrigerazione magnetica, è hà fattu progressi rivoluzionarii.

Nanoparticule d'ossidu di terbiu (Tb4O7)

I principali campi d'applicazione sò i seguenti: 1. I fosfori sò usati cum'è attivatori di polvere verde in fosfori tricolori, cum'è a matrice di fosfatu attivata da nano ossidu di terbiu, a matrice di silicatu attivata da nano ossidu di terbiu è a matrice di aluminatu di magnesiu di nano ossidu di ceriu attivata da nano ossidu di terbiu, chì emettenu tutti luce verde in u statu eccitatu. 2. Materiali di almacenamiento magneto-otticu, In l'ultimi anni, i materiali magneto-ottici di nano-ossidu di terbiu sò stati ricercati è sviluppati. U discu magneto-otticu fattu di film amorfu Tb-Fe hè adupratu cum'è elementu di almacenamiento di l'urdinatore, è a capacità di almacenamiento pò esse aumentata di 10 ~ 15 volte. 3. U vetru magneto-otticu, u vetru otticamente attivu di Faraday chì cuntene ossidu di terbiu nanometricu, hè un materiale chjave per a fabricazione di rotatori, isolanti, annulatori è largamente utilizatu in a tecnulugia laser. L'ossidu di terbiu nanometricu L'ossidu di disprosiu nanometricu hè principalmente utilizatu in u sonar, è hè statu largamente utilizatu in parechji campi, cum'è u sistema di iniezione di carburante, u cuntrollu di a valvula liquida, u microposizionamentu, l'attuatore meccanicu, u mecanismu è u regulatore di l'ala di u telescopiu spaziale di l'aeromobili. L'usi principali di l'ossidu di nano-disprosio Dy2O3 sò: 1. L'ossidu di nano-disprosio hè utilizatu cum'è attivatore di fosforu, è l'ossidu di nano-disprosio trivalente hè un ione attivatore promettente di materiali luminescenti tricolori cù un unicu centru luminescente. Si compone principalmente di duie bande di emissione, una hè l'emissione di luce gialla, l'altra hè l'emissione di luce blu, è i materiali luminescenti drogati cù ossidu di nano-disprosio ponu esse aduprati cum'è fosfori tricolori. 2. L'ossidu di disprosiu nanometricu hè una materia prima metallica necessaria per preparà a lega di Terfenol cù una grande lega magnetostrittiva di nano-ossidu di terbiu è nano-ossidu di disprosiu, chì pò realizà alcune attività precise di muvimentu meccanicu. 3. U metallu di l'ossidu di disprosiu nanometricu pò esse adupratu cum'è materiale di almacenamentu magneto-otticu cù alta velocità di registrazione è sensibilità di lettura. 4. Adupratu per a preparazione di a lampada à l'ossidu di disprosiu nanometricu. A sustanza di travagliu aduprata in a lampada à l'ossidu di disprosiu nanometricu hè l'ossidu di disprosiu nanometricu, chì hà i vantaghji di alta luminosità, bon culore, alta temperatura di culore, piccule dimensioni è arcu stabile, è hè stata aduprata cum'è fonte di illuminazione per film è stampa. 5. L'ossidu di disprosiu nanometricu hè adupratu per misurà u spettru di l'energia di i neutroni o cum'è assorbitore di neutroni in l'industria di l'energia atomica per via di a so grande area di sezione trasversale di cattura di neutroni.

Ho _ 2O _ 3 Nanometri

L'usi principali di l'ossidu di nano-olmiu sò i seguenti: 1. Cum'è additivu di a lampada alogena metallica, a lampada alogena metallica hè un tipu di lampada à scarica di gas, chì hè sviluppata nantu à a basa di a lampada à mercuriu à alta pressione, è a so caratteristica hè chì a lampadina hè piena di vari alogenuri di terre rare. Attualmente, si utilizanu principalmente ioduri di terre rare, chì emettenu diverse linee spettrali quandu si scaricanu di gas. A sustanza di travagliu aduprata in a lampada à nano-ossidu di olmiu hè u ioduru di nano-ossidu di olmiu, chì pò ottene una concentrazione di atomi di metallu più alta in a zona di l'arcu, migliorandu cusì assai l'efficienza di a radiazione. 2. L'ossidu di olmiu nanometricu pò esse adupratu cum'è additivu di granatu di ferru d'ittriu o d'aluminiu d'ittriu; 3. L'ossidu di nano-olmiu pò esse adupratu cum'è granatu di ferru d'ittriu è d'aluminiu (Ho:YAG), chì pò emette laser di 2 μm, è a velocità di assorbimentu di u tissutu umanu à u laser di 2 μm hè alta. Hè quasi trè ordini di grandezza più altu di Hd:YAG0. Dunque, quandu si usa u laser Ho:YAG per l'operazione medica, ùn pò micca solu migliurà l'efficienza è a precisione di l'operazione, ma ancu riduce a zona di danni termichi à una dimensione più chjuca. U fasciu liberu generatu da u cristallu di nano ossidu di olmiu pò eliminà u grassu senza generà un calore eccessivu, riducendu cusì i danni termichi causati da i tessuti sani. Hè statu signalatu chì u trattamentu di u glaucoma cù u laser à nano ossidu di olmiu in i Stati Uniti pò riduce u dolore di a chirurgia. 4. In a lega magnetostrittiva Terfenol-D, una piccula quantità di ossidu di olmiu di dimensioni nanometriche pò ancu esse aghjunta per riduce u campu esternu necessariu per a magnetizazione di saturazione di a lega. 5. Inoltre, a fibra ottica drogata cù nano-ossidu di olmiu pò esse aduprata per fà dispositivi di cumunicazione ottica cum'è laser à fibra ottica, amplificatori à fibra ottica, sensori à fibra ottica, ecc. Ghjucherà un rolu più impurtante in a cumunicazione rapida di fibra ottica d'oghje.

Ossidu d'ittriu nanometricu (Y2O3)

L'usi principali di l'ossidu di nanoitriu sò i seguenti: 1. Additivi per l'acciaiu è e leghe non ferrose. A lega FeCr cuntene di solitu 0,5% ~ 4% di ossidu di nanoitriu, chì pò migliurà a resistenza à l'ossidazione è a duttilità di questi acciai inox. Dopu avè aghjuntu una quantità adatta di terre rare miste ricche di ossidu di nanoitriu in a lega MB26, e proprietà cumplete di a lega sò state ovviamente migliorate eri, Pò rimpiazzà alcune leghe d'aluminiu medie è forti per i cumpunenti stressati di l'aeromobili; L'aghjunta di una piccula quantità di terre rare di nano ossidu di itriu in a lega Al-Zr pò migliurà a cunduttività di a lega; A lega hè stata aduttata da a maiò parte di e fabbriche di filu in Cina. L'ossidu di nanoitriu hè statu aghjuntu à a lega di rame per migliurà a cunduttività è a resistenza meccanica. 2. Materiale ceramicu di nitruro di siliciu chì cuntene 6% di ossidu di nanoitriu è 2% d'aluminiu. Pò esse adupratu per sviluppà pezzi di mutore. 3. A perforazione, u tagliu, a saldatura è altri prucessi meccanichi sò realizati nantu à cumpunenti à grande scala utilizendu un fasciu laser di granatu d'aluminiu à nano ossidu di neodimio cù una putenza di 400 watt. 4. U schermu di u microscopiu elettronicu cumpostu da monocristallu di granatu Y-Al hà una alta luminosità di fluorescenza, un bassu assorbimentu di luce sparsa è una bona resistenza à alte temperature è resistenza à l'usura meccanica. 5. A lega di struttura à altu nano ossidu d'ittriu chì cuntene 90% di nano ossidu di gadoliniu pò esse applicata à l'aviazione è altre occasioni chì richiedenu una bassa densità è un altu puntu di fusione. 6. I materiali conduttivi di protoni à alta temperatura chì cuntenenu 90% di nano ossidu d'ittriu sò di grande impurtanza per a produzzione di pile à combustibile, pile elettrolitiche è sensori di gas chì richiedenu una alta solubilità in l'idrogenu. Inoltre, l'ossidu di nano-ittriu hè ancu utilizatu cum'è materiale resistente à a spruzzatura à alta temperatura, diluente di carburante di reattore atomicu, additivu di materiale magneticu permanente è getter in l'industria elettronica.

In più di ciò chì hè statu dettu sopra, i nanoossidi di terre rare ponu ancu esse aduprati in i materiali di vestiti per a cura di a salute umana è a prutezzione di l'ambiente. Da l'unità di ricerca attuali, anu tutti certe direzzione: radiazioni anti-ultraviolette; L'inquinamentu atmosfericu è e radiazioni ultraviolette sò propensi à e malatie di a pelle è à i cancri di a pelle; A prevenzione di l'inquinamentu rende difficiule per i contaminanti di attaccà si à i vestiti; Hè ancu studiatu in a direzzione di a conservazione anti-calore. Siccome a pelle hè dura è faciule da invechjà, hè più propensa à a muffa in i ghjorni di pioggia. A pelle pò esse addulcita sbiancendu cù nanoossidu di ceriu di terre rare, chì ùn hè micca faciule da invechjà è da a muffa, è hè cunfortu da purtà. In l'ultimi anni, i materiali di nano-rivestimentu sò ancu u focu di a ricerca nantu à i nano-materiali, è a ricerca principale si concentra nantu à i rivestimenti funziunali. Y2O3 cù 80 nm in i Stati Uniti pò esse adupratu cum'è rivestimentu di schermatura infrarossa. L'efficienza di riflessione di u calore hè assai alta. CeO2 hà un altu indice di rifrazione è una alta stabilità. Quandu l'ossidu d'ittriu di nano terre rare, l'ossidu di lantaniu nano è a polvere d'ossidu di ceriu nano sò aghjunti à u rivestimentu, u muru esternu pò resiste à l'invecchiamentu, perchè u rivestimentu di u muru esternu hè faciule da invecchià è cascà perchè a pittura hè esposta à a luce solare è à i raggi ultravioletti per un bellu pezzu, è pò resiste à i raggi ultravioletti dopu avè aghjuntu ossidu di ceriu è ossidu d'ittriu. Inoltre, a so dimensione di e particelle hè assai chjuca, è l'ossidu di ceriu nano hè adupratu cum'è assorbitore di ultravioletti, chì si prevede chì serà adupratu per prevene l'invecchiamentu di i prudutti plastichi per via di l'irradiazione ultravioletta, serbatoi, automobili, navi, serbatoi di almacenamiento di petroliu, ecc., chì ponu prutege megliu i grandi cartelloni pubblicitari esterni è prevene a muffa, l'umidità è l'inquinamentu per i rivestimenti di i muri interni. Per via di a so piccula dimensione di e particelle, a polvere ùn hè micca faciule da attaccà à u muru. È pò esse strofinata cù acqua. Ci sò sempre parechji usi di l'ossidi di nano terre rare da esse ulteriormente ricercati è sviluppati, è speremu sinceramente chì averà un avvene più brillante.