هذه المادة الأرضية النادرة لديها إمكانات كبيرة!

المواد النانوية الأرضية النادرة

المواد النانوية النادرة النادرة عناصر أرضية نادرة لها بنية إلكترونية فريدة من نوع 4F ، لحظة مغناطيسية ذرية كبيرة ، اقتران مدار تدور قوي وخصائص أخرى ، مما يؤدي إلى خصائص بصرية ، كهربائية ، مغناطيسية وغيرها من الخصائص الأخرى. إنها مواد استراتيجية لا غنى عنها للبلدان في جميع أنحاء العالم لتحويل الصناعات التقليدية وتطوير التكنولوجيا الفائقة ، وتعرف باسم "بيت الكنز للمواد الجديدة".

بالإضافة إلى تطبيقاتها في الحقول التقليدية مثل الآلات المعدنية والبتروكيماويات والسيراميك الزجاجي والمنسوجات الخفيفة ،أرض نادرةهي أيضًا مواد داعمة رئيسية في الحقول الناشئة مثل الطاقة النظيفة ، والمركبات الكبيرة ، ومركبات الطاقة الجديدة ، وإضاءة أشباه الموصلات ، والعروض الجديدة ، المرتبطة ارتباطًا وثيقًا بالحياة البشرية.

بعد عقود من التطور ، تحول تركيز الأبحاث النادرة المتعلقة بالأرض في المقابل من صهر وفصل الأرض النادرة ذات النقاء العالي إلى التطبيقات عالية التقنية للأرض النادرة في المغناطيسية ، والبصريات ، والكهرباء ، وتخزين الطاقة ، وحفز ، والطبية الحيوية ، وغيرها من المجالات. من ناحية ، هناك اتجاه أكبر نحو مواد مركبة أرضية نادرة في نظام المواد ؛ من ناحية أخرى ، فإنه يركز أكثر على مواد بلورية وظيفية منخفضة الأبعاد من حيث التشكل. مع تطور العلوم النانوية الحديثة ، يجمع بين تأثيرات الحجم الصغير ، والتأثيرات الكمومية ، والتأثيرات السطحية ، وتأثيرات الواجهة للمواد النانوية مع خصائص بنية الطبقة الإلكترونية الفريدة للعناصر الأرضية النادرة ، وتطبيقات نانومات نادرة نادرة ، وتختلف العديد من الخصائص الجديدة عن المواد التقليدية.

في الوقت الحاضر ، هناك بشكل أساسي مواد نانوم نانو نادرة واعدة للغاية ، وهي مواد نانو نادرة نادرة ، مواد حفازة نانو أرضية نادرة ، مواد مغناطيسية نانو نادرة ،نانو سيريوم أكسيدمواد التدريع فوق البنفسجية ، وغيرها من المواد الوظيفية النانوية.

رقم 1مواد نانو نادرة نادرة

01. الأرض النادرة العضوية العضوية غير العضوية النانوية النانوية

تجمع المواد المركبة بين الوحدات الوظيفية المختلفة على المستوى الجزيئي لتحقيق وظائف تكميلية ومحسّنة. تحتوي المواد الهجينة العضوية غير العضوية على وظائف المكونات العضوية وغير العضوية ، مما يدل على الاستقرار الميكانيكي الجيد والمرونة والاستقرار الحراري وقابلية المعالجة الممتازة.

 أرض نادرةتتمتع المجمعات بالعديد من المزايا ، مثل نقاء الألوان العالي ، والحياة الطويلة للدولة المثيرة ، والعائد الكمي العالي ، وخطوط طيف الانبعاثات الغنية. يتم استخدامها على نطاق واسع في العديد من الحقول ، مثل العرض ، وتضخيم الدليل الموجي البصري ، وأشعة الليزر في الحالة الصلبة ، وعلامة حيوية ، ومكافحة التزحلق. ومع ذلك ، فإن الاستقرار الضوئي المنخفض وسوء المعالجة للمجمعات الأرضية النادرة يعيق بشكل خطير تطبيقها وترويجها. يعد الجمع بين المجمعات الأرضية النادرة والمصفوفات غير العضوية مع الخواص الميكانيكية الجيدة والاستقرار وسيلة فعالة لتحسين خصائص الإنارة للمجمعات الأرضية النادرة.

نظرًا لأن تطور المواد الهجينة العضوية غير العضوية النادرة ، تظهر اتجاهات التطوير الخصائص التالية:

① المواد الهجينة التي تم الحصول عليها بواسطة طريقة المنشطات الكيميائية لها مكونات نشطة مستقرة ، وكمية تعاطي المنشطات العالية وتوزيع موحد للمكونات ؛

② التحول من مواد وظيفية واحدة إلى مواد متعددة الوظائف ، وتطوير مواد متعددة الوظائف لجعل تطبيقاتها أكثر شمولاً ؛

③ المصفوفة متنوعة ، من السيليكا في المقام الأول إلى ركائز مختلفة مثل ثاني أكسيد التيتانيوم ، البوليمرات العضوية ، الطين ، والسوائل الأيونية.

02.

بالمقارنة مع تقنيات الإضاءة الحالية ، فإن منتجات إضاءة أشباه الموصلات مثل الثنائيات الباعثة للضوء (LEDs) لها مزايا مثل عمر الخدمة الطويلة ، واستهلاك الطاقة المنخفضة ، والكفاءة العالية المضيئة ، وعملية خالية من الزئبق ، وخالية من الأشعة فوق البنفسجية ، والمستقرة. تعتبر "مصدر ضوء الجيل الرابع" بعد المصابيح المتوهجة ، ومصابيح الفلورسنت ، ومصابيح تصريف الغاز عالية القوة (HIDS).

يتكون LED الأبيض من رقائق ، ركائز ، فسفور ، والسائقين. يلعب مسحوق الفلورسنت النادر دورًا مهمًا في أداء LED الأبيض. في السنوات الأخيرة ، تم تنفيذ قدر كبير من الأعمال البحثية على فسفور LED الأبيض وتم إحراز تقدم ممتاز:

① ، قام تطوير نوع جديد من الفسفور متحمسًا بواسطة LED الأزرق (460 مترًا) ، أبحاث تعديل وتعديل على YAO2CE (YAG: CE) المستخدمة في رقائق LED الأزرق لتحسين كفاءة الضوء وتقديم الألوان ؛

② تطور مساحيق الفلورسنت الجديدة متحمسًا للضوء فوق البنفسجي (400 متر) أو ضوء الأشعة فوق البنفسجية (360 ملم) ، درس بشكل منهجي التكوين والبنية والخصائص الطيفية لمساحيق الفلورسنت الأزرق الأحمر والأخضر ، وكذلك النسب المختلفة للمساحيق الفلورية الثلاثة للحصول على محامات بيضاء مختلفة ؛

③ تم تنفيذ مزيد من العمل على القضايا العلمية الأساسية في عملية إعداد مسحوق الفلورسنت ، مثل تأثير عملية التحضير على التدفق ، لضمان جودة واستقرار مسحوق الفلورسنت.

بالإضافة إلى ذلك ، يعتمد الضوء الأبيض بشكل أساسي عملية تغليف مختلطة من مسحوق الفلورسنت والسيليكون. نظرًا لضعف الموصلية الحرارية لمسحوق الفلورسنت ، سيتم تسخين الجهاز بسبب وقت العمل المطول ، مما يؤدي إلى شيخوخة السيليكون وتقصير عمر خدمة الجهاز. هذه المشكلة خطيرة بشكل خاص في مصابيح LED ذات الإضاءة البيضاء عالية الطاقة. العبوة البعيدة هي إحدى الطرق لحل هذه المشكلة عن طريق ربط مسحوق الفلورسنت بالركيزة وفصلها عن مصدر ضوء LED الأزرق ، مما يقلل من تأثير الحرارة الناتجة عن الشريحة على الأداء اللامع لمسحوق الفلورسنت. إذا كان للسيراميك الفلوريسنت النادر خصائص الموصلية الحرارية العالية ، ومقاومة التآكل العالية ، والاستقرار العالي ، وأداء الناتج البصري الممتاز ، فيمكنها تلبية متطلبات تطبيق LED البيضاء عالية الطاقة بشكل أفضل. أصبحت مساحيق النانو الدقيقة ذات النشاط الصلب العالي والتشتت العالي شرطًا أساسيًا مهمًا لإعداد السيراميك الوظيفي البصري النادر من الشفافية النادرة ذات الأداء البصري العالي.

 03.Rare Earth Upconversion Nanomaterials

 التلألؤ Upconversion هو نوع خاص من عملية التلألؤ التي تتميز بامتصاص الفوتونات ذات الطاقة المنخفضة المتعددة بواسطة مواد الإنارة وتوليد انبعاثات فوتون عالية الطاقة. بالمقارنة مع جزيئات الصبغة العضوية التقليدية أو النقاط الكمومية ، فإن المواد النانوية النادرة للانخراط في الأرض لها العديد من المزايا مثل التحول الكبير المضاد للستوكات ، وانبعاثات الضيقة ، والاستقرار الجيد ، والسمية المنخفضة ، وعمق اختراق الأنسجة العالي ، وتداخل الضيق التلقائي المنخفض. لديهم آفاق تطبيق واسعة في المجال الطبي الحيوي.

في السنوات الأخيرة ، أحرزت المواد النانوية النادرة النادرة من Earth Earthversion تقدمًا كبيرًا في التوليف ، وتعديل السطح ، وتطبيقات السطح ، والتطبيقات الطبية الحيوية. يقوم الأشخاص بتحسين أداء التلألؤ للمواد من خلال تحسين تكوينهم ، وحالة الطور ، والحجم ، وما إلى ذلك في النانو ، ويجمعون بنية Core/Shell لتقليل مركز تبريد التلألؤ ، من أجل زيادة احتمال الانتقال. عن طريق التعديل الكيميائي ، وضع التقنيات ذات التوافق الحيوي الجيد لتقليل السمية ، وتطوير طرق التصوير للخلايا الحية الإنارة في التحول وفي الجسم الحي ؛ قم بتطوير طرق اقتران بيولوجية فعالة وآمنة بناءً على احتياجات التطبيقات المختلفة (خلايا الكشف عن المناعة ، في تصوير مضان الجسم الحي ، والعلاج الديناميكي الضوئي ، والعلاج الضوئي الحراري ، وأدوية الإفراج التي يتم التحكم فيها الصور ، إلخ).

هذه الدراسة لها فوائد هائلة من إمكانات وتطبيق اقتصادي ، ولها أهمية علمية مهمة لتطوير النانومبيين ، وتعزيز صحة الإنسان ، والتقدم الاجتماعي.

رقم 2 مواد مغناطيسية نارو نادرة

 
مرت مواد المغناطيس الدائمة الأرضية النادرة بثلاث مراحل تطوير: SMCO5 و SM2CO7 و ND2FE14B. كمسحوق مغناطيسي NDFEB المطفأ بسرعة لمواد المغناطيس الدائمة المستعبدين ، يتراوح حجم الحبوب من 20 نانومتر إلى 50 نانومتر ، مما يجعله مادة مغناطيس دائمة نادرة نادرة.

المواد النانومغناطيسية الأرضية النادرة لها خصائص الحجم الصغير ، وهيكل مجال واحد ، والإكراه العالي. يمكن أن يؤدي استخدام مواد التسجيل المغناطيسي إلى تحسين نسبة الإشارة إلى الضوضاء وجودة الصورة. نظرًا لصغر حجمها وموثوقيته العالية ، يعد استخدامه في أنظمة المحركات الصغيرة اتجاهًا مهمًا لتطوير الجيل الجديد من المحركات الطيران والفضاء والمحركات البحرية. بالنسبة للذاكرة المغناطيسية ، والسوائل المغناطيسية ، ومواد مقاومة المغناطيسية العملاقة ، يمكن تحسين الأداء إلى حد كبير ، مما يجعل الأجهزة ذات الأداء العالي والضغوط.

رقم 3نانو الأرض النادرةالمواد الحفزية

المواد الحفازة الأرضية النادرة تنطوي على جميع ردود الفعل الحفزية تقريبا. بسبب تأثيرات السطح ، وتأثيرات الحجم ، وتأثيرات الحجم الكمومي ، اجتذبت تقنية النانو الأرضية النادرة الانتباه بشكل متزايد. في العديد من التفاعلات الكيميائية ، يتم استخدام محفزات الأرض النادرة. إذا تم استخدام المحفزات النانوية الأرضية النادرة ، فسيتم تحسين النشاط الحفاز والكفاءة بشكل كبير.

تستخدم المحفزات النانوية الأرضية النادرة عمومًا في تصدع تحفيز البترول وتنقية عادم السيارات. المواد التحفيزية النانوية الأكثر شيوعًا بشكل شائعالرئيس التنفيذيوLA2O3، والتي يمكن استخدامها كمحفزات ومروج ، وكذلك حاملات المحفز.

رقم 4نانو سيريوم أكسيدالمواد التدريبية فوق البنفسجية

يُعرف أكسيد السيريوم النانو كعامل عزل الأشعة فوق البنفسجية للجيل الثالث ، مع تأثير العزلة الجيد والانتقال العالي. في مستحضرات التجميل ، يجب استخدام النشاط الحفاز المنخفض نانو سيريا كعامل عزل الأشعة فوق البنفسجية. لذلك ، فإن اهتمام السوق والاعتراف بمواد التدريع فوق البنفسجية لأكسيد النانو مرتفعة. يتطلب التحسين المستمر لتكامل الدوائر المتكاملة مواد جديدة لعمليات تصنيع رقائق الدوائر المتكاملة. المواد الجديدة لها متطلبات أعلى لتلميع سوائل ، وينتقل سوائل التلميع الأرضية النادرة لتلبية هذا المطلب ، مع سرعة تلميع أسرع وحجم تلميع أقل. مواد تلميع الأرض النانو لديها سوق واسع.

تسببت الزيادة الكبيرة في ملكية السيارات في تلوث الهواء الخطير ، وتركيب محفزات تنقية عادم السيارة هو الطريقة الأكثر فعالية للسيطرة على تلوث العادم. تلعب أكاسيد الزركونيوم المركب نانو سيريوم دورًا مهمًا في تحسين جودة تنقية غاز الذيل.

رقم 5 مواد وظيفية نانو أخرى

01. مواد سيراميك نانو الأرض النادرة

يمكن أن يقلل مسحوق السيراميك النانو بشكل كبير من درجة حرارة التلبد ، والتي تقل عن 200 ℃ ~ 300 ℃ من مسحوق السيراميك غير النانو مع نفس التركيبة. يمكن أن تؤدي إضافة الرئيس التنفيذي لشركة Nano إلى السيراميك إلى تقليل درجة حرارة التلبد ، وتمنع نمو الشبكة ، وتحسين كثافة السيراميك. إضافة عناصر أرضية نادرة مثلY2O3 ، الرئيس التنفيذي ، or LA2O3 to ZRO2يمكن أن تمنع تحول طور درجات الحرارة العالية واحتضان ZRO2 ، والحصول على مواد هيكلية للسيراميك المرحلة ZRO2.

السيراميك الإلكتروني (أجهزة الاستشعار الإلكترونية ، مواد PTC ، مواد الميكروويف ، المكثفات ، الثرمستور ، إلخ) التي تم إعدادها باستخدام المدير التنفيذي الفائق أو النانوي ، Y2O3 ،ND2O3, SM2O3، إلخ. قد تحسن خصائص الكهرباء والحرارية والاستقرار.

إن إضافة مواد مركبة محفزة ضوئية نادرة تنشيطها إلى صيغة التزجيج يمكن أن تحضير السيراميك المضاد للبكتيريا الأرضية النادرة.

02.Rare Earth Nano Film Materials

 مع تطور العلوم والتكنولوجيا ، أصبحت متطلبات الأداء للمنتجات صارمة بشكل متزايد ، والتي تتطلب الكثافة الفائقة والرقيقة الفائقة ، والملء للغاية للمنتجات. حاليًا ، هناك ثلاث فئات رئيسية من أفلام نانو الأرض النادرة التي تم تطويرها: أفلام نانو مجمع نادرة ، وأفلام نانو الأرض النادرة ، وأفلام سبائك نانو الأرض النادرة. تلعب أفلام نانو الأرض النادرة أيضًا أدوارًا مهمة في صناعة المعلومات ، والحفز ، والطاقة ، والنقل ، وطب الحياة.

خاتمة

الصين بلد رئيسي في موارد الأرض النادرة. يعد تطوير وتطبيق المواد النانوية الأرضية النادرة طريقة جديدة لاستخدام الموارد الأرضية النادرة بشكل فعال. من أجل توسيع نطاق التطبيق للأرض النادرة وتعزيز تطوير مواد وظيفية جديدة ، ينبغي إنشاء نظام نظري جديد في نظرية المواد لتلبية احتياجات البحث في النانو ، وجعل المواد النانوية الأرضية النادرة لها أداء أفضل ، وجعل ظهور خصائص ووظائف جديدة ممكنة.