Нанаматэрыялы рэдкіх Зямлі Рэдкія Зямля элементы маюць унікальную 4F -субэкст электроннай структуры, вялікі атамны магнітны момант, моцную спінавую арбіту і іншыя характарыстыкі, што прыводзіць да вельмі насычаных аптычных, электрычных, магнітных і іншых уласцівасцей. Яны з'яўляюцца неабходнымі стратэгічнымі матэрыяламі для краін свету, каб пераўтварыць традыцыйныя галіны і развіваць высокатэхналагічныя і вядомыя як "Дом скарбаў новых матэрыялаў".
У дадатак да сваіх прыкладанняў у традыцыйных галінах, такіх як металургічная машына, нафтахіміка, шкляная кераміка і светлы тэкстыль,Рэдкія зямліТаксама з'яўляюцца ключавымі матэрыяламі, якія падтрымліваюць, у новых галінах, такіх як чыстая энергія, вялікія транспартныя сродкі, новыя энергетычныя транспартныя сродкі, паўправадніковае асвятленне і новыя дысплеі, цесна звязаныя з чалавечым жыццём.
Пасля дзесяцігоддзяў развіцця ў цэнтры ўвагі даследаванняў, звязаных з рэдкай зямлёй, адпаведна перамясцілася ад плаўкі і падзелу рэдкіх земляў высокай чысціні да высокатэхналагічных рэдкіх Зямлі ў магнетызме, оптыцы, электраэнергіі, захоўванні энергіі, каталізацыі, біямедыцыну і іншых палёў. З аднаго боку, у матэрыяльнай сістэме існуе вялікая тэндэнцыя да рэдкіх Зямлі; З іншага боку, ён больш арыентаваны на нізкамерныя функцыянальныя крыштальныя матэрыялы з пункту гледжання марфалогіі. Асабліва з развіццём сучаснай нананазнаўства, спалучаючы эфекты невялікіх памераў, квантавыя эфекты, паверхневыя эфекты і эфекты інтэрфейсу нанаматэрыялаў з унікальнымі характарыстыкамі структуры электронных пластамі рэдкіх Зямлі, рэдкіх нанаматэрыялаў, якія маюць мноства новых уласцівасцей, якія адрозніваюцца ад традыцыйных матэрыялаў, максімальна павялічваючы вынікі рэдкіх земляных матэрыялаў і далей пашыраюць сваё ўжыванне на паваротах традыцыйных матэрыялаў і новых высокіх вытворцаў.
У цяперашні час існуюць у асноўным наступныя вельмі перспектыўныя нанаматэрыялы рэдкіх Зямлі, а менавіта рэдкае земляныя нана люмінесцэнтныя матэрыялы, рэдказямечныя нана каталітычныя матэрыялы, рэдказямечныя нана магнітныя матэрыялы,нана аксід цэрыіУльтрафіялетавыя экранаваныя матэрыялы і іншыя функцыянальныя матэрыялы нана.
№ 1Рэдкае Зямля Нана Люмінесцэнтныя матэрыялы
01. Рэдкая зямля арганічна-неарганічныя гібрыдныя люмінесцэнтныя нанаматэрыялы
Кампазітныя матэрыялы спалучаюць розныя функцыянальныя адзінкі на малекулярным узроўні для дасягнення дадатковых і аптымізаваных функцый. Арганічны неарганічны гібрыдны матэрыял мае функцыі арганічных і неарганічных кампанентаў, якія паказваюць добрую механічную стабільнасць, гнуткасць, цеплавую ўстойлівасць і выдатную апрацоўку.
Рэдкая зямляКомплексы маюць мноства пераваг, такіх як высокая каляровая чысціня, працяглы тэрмін службы ўзбуджанага стану, высокі квантавы выхад і насычаныя лініі спектру выкідаў. Яны шырока выкарыстоўваюцца ў многіх галінах, такіх як дысплей, аптычны ўзмацненне хваляводаў, цвёрдацельныя лазеры, біямаркер і супрацьстаянне. Аднак нізкая фотатэрмальная стабільнасць і дрэнная апрацоўка рэдкіх Зямлі сур'ёзна перашкаджаюць іх прымяненню і прасоўванню. Спалучэнне комплексаў рэдкіх Зямлі з неарганічнымі матрыцамі з добрымі механічнымі ўласцівасцямі і ўстойлівасцю - гэта эфектыўны спосаб палепшыць люмінесцэнтныя ўласцівасці комплексаў рэдкіх Зямлі.
Паколькі развіццё рэдкай зямлі арганічнага неарганічнага гібрыднага матэрыялу, іх тэндэнцыі развіцця паказваюць наступныя характарыстыкі:
① Гібрыдны матэрыял, атрыманы метадам хімічнага допінгу, мае стабільныя актыўныя кампаненты, высокая колькасць допінгу і раўнамернае размеркаванне кампанентаў;
② Трансфармацыя з адзінкавых функцыянальных матэрыялаў у шматфункцыянальныя матэрыялы, распрацоўваючы шматфункцыянальныя матэрыялы, каб зрабіць іх прымяненне больш шырокімі;
③ Матрыца разнастайная: ад у першую чаргу крэмнія да розных субстратаў, такіх як дыяксід тытана, арганічныя палімеры, гліны і іённыя вадкасці.
02. Белая святлодыёдная рэдкая зямная люмінесцэнтная матэрыял
У параўнанні з існуючымі тэхналогіямі асвятлення, прадукты паўправадніковага асвятлення, такія як лёгкія дыёды (святлодыёды), маюць такія перавагі, як працяглы тэрмін службы, нізкае спажыванне энергіі, высокая светлая эфектыўнасць, без ртуці, без ультрафіялетавага выпраменьвання і стабільную працу. Яны лічацца "крыніцай святла чацвёртага пакалення" пасля лямпаў напальвання, флуарэсцэнтных лямпаў і высокатрывалых газавых выпіскаў (схаваных).
Белы святлодыёд складаецца з чыпаў, субстратаў, фосфараў і драйвераў. Флуарэсцэнтны парашок рэдкай зямлі гуляе вырашальную ролю ў выкананні белага святлодыёда. У апошнія гады на белых святлодыёдных фосфарах была праведзена вялікая колькасць навукова -даследчых работ, і быў дасягнуты выдатны прагрэс:
① Распрацоўка новага тыпу фосфара, узбуджанага сінім святлодыёдам (460 м), праводзіла даследаванне допінгу і мадыфікацыі на YAO2CE (YAG: CE), які выкарыстоўваецца ў блакітных святлодыёдных чыпсах для павышэння эфектыўнасці святла і колеру;
② Распрацоўка новых флуарэсцэнтных парашкоў, узбуджаных ультрафіялетавым святлом (400 м) або ультрафіялетавым святлом (360 мм), сістэматычна вывучала кампазіцыю, структуру і спектральныя характарыстыкі чырвоных і зялёных сініх флуарэсцэнтных парашкоў, а таксама розныя суадносіны трох флуарэсцэнтных парашкоў, каб атрымаць белыя свінцу з рознымі каляровымі тэмпературамі;
③ Далейшая праца была праведзена па асноўных навуковых пытаннях у працэсе падрыхтоўкі флуарэсцэнтнага парашка, напрыклад, уплыў працэсу падрыхтоўкі на паток, каб забяспечыць якасць і стабільнасць флуарэсцэнтнага парашка.
Акрамя таго, святлодыёд белага святла ў асноўным прымае змешаны працэс упакоўкі флуарэсцэнтнага парашка і сілікону. З -за дрэннай цеплаправоднасці флуарэсцэнтнага парашка, прылада награваецца з -за працяглага працоўнага часу, што прывядзе да старэння сілікону і скарачэння тэрміну службы прылады. Гэтая праблема асабліва сур'ёзная пры святлодыёдах з высокай магутнасцю. Аддаленая ўпакоўка - гэта адзін са спосабаў вырашэння гэтай праблемы, прымацаваўшы флуарэсцэнтны парашок да субстрата і аддзяліў яе ад крыніцы сіняга святлодыёда, тым самым зніжаючы ўплыў цяпла, які ўтвараецца чыпам на люмінесцэнтныя характарыстыкі флуарэсцэнтнага парашка. Калі флуарэсцэнтная кераміка рэдкай зямлі мае характарыстыкі высокай цеплаправоднасці, высокай каразійнай устойлівасці, высокай устойлівасці і выдатнай аптычнай прадукцыйнасці вываду, яны могуць лепш адпавядаць патрабаванням прымянення белага святлодыёда з высокай шчыльнасцю энергіі. Парашкі мікра -нана з высокай актыўнасцю спекання і высокай дысперсіяй сталі важнай умовай для падрыхтоўкі высокай празрыстасці аптычнай функцыянальнай керамікі з высокай аптычнай прадукцыйнасцю.
03.RARE EARTH UPCONVERSION LUMINESCENT Нанаматэрыялы
Люмінесцэнцыя ўверх, гэта асаблівы тып працэсу люмінесцэнцыі, які характарызуецца паглынаннем некалькіх нізкаэнергетычных фатонаў люмінесцэнтнымі матэрыяламі і генерацыяй высокаэнергетычных выкідаў фатонаў. У параўнанні з традыцыйнымі малекуламі арганічнага фарбавальніка або квантавымі кропкамі, рэдказяменнымі нанаматэрыяламі рэдлівай зямлі маюць мноства пераваг, такіх як вялікія зрухі супраць Стокса, вузкая паласа выкідаў, добрая стабільнасць, нізкая таксічнасць, глыбіня пранікнення высокай тканіны і нізкае спантаннае ўмяшанне флуарэсцэнцыі. У іх ёсць шырокія перспектывы прымянення ў біямедыцынскай сферы.
У апошнія гады нанаматэрыялы рэдкай зямлі нанаматэрыялы дасягнулі значнага прагрэсу ў сінтэзе, мадыфікацыі паверхні, функцыяналізацыі паверхні і біямедыцынскіх прымянення. Людзі паляпшаюць прадукцыйнасць люмінесцэнцыі матэрыялаў, аптымізуючы свой склад, фазавы стан, памер і г.д. на нанамаштабе, і спалучаючы структуру ядра/абалонкі, каб паменшыць цэнтр тушэння люмінесцэнцыі, каб павялічыць верагоднасць пераходу. У выніку хімічнай мадыфікацыі ўсталюйце тэхналогіі з добрай біясумяшчальнасцю для зніжэння таксічнасці і распрацоўкі метадаў візуалізацыі для звяржэння люмінесцэнтных жывых клетак і ў натуральных умовах; Распрацоўка эфектыўных і бяспечных метадаў біялагічнай сувязі на аснове патрэбаў розных прымянення (клеткі выяўлення імунітэту, выявы флуарэсцэнцыі ў натуральных умовах, фотадынамічную тэрапію, фотатэрмальную тэрапію, наркотыкі, якія кантралююцца фота, і г.д.).
Гэта даследаванне мае велізарны патэнцыял прымянення і эканамічныя выгады і мае важнае навуковае значэнне для развіцця нанамедыцыны, прасоўвання здароўя чалавека і сацыяльнага прагрэсу.
№ 2 Магнітныя матэрыялы рэдкіх Зямлі
Матэрыялы для рэдкіх Зямлі прайшлі праз тры этапы распрацоўкі: SMCO5, SM2CO7 і ND2FE14B. Па меры хуткага тушэння магнітнага парашка NDFEB для пастаянных магнітных матэрыялаў, памер збожжа складае ад 20 нм да 50 нм, што робіць яго тыповым нанакрышталічным рэдкім зямлі пастаянным матэрыялам магніта.
Нанамагнітныя матэрыялы рэдкіх Зямлі маюць характарыстыкі невялікіх памераў, адзінай структуры дамена і высокай камернасці. Выкарыстанне матэрыялаў магнітнага запісу можа палепшыць суадносіны сігнал-шум і якасць малюнка. З -за яго невялікага памеру і высокай надзейнасці, яго выкарыстанне ў мікра -рухальных сістэмах з'яўляецца важным напрамкам для развіцця новага пакалення авіяцыі, аэракасмічнай і марской рухавікі. Для магнітнай памяці, магнітнай вадкасці, гіганцкіх матэрыялаў устойлівасці да магніта прадукцыйнасць можа быць значна палепшана, што прымушае прылады стаць высокапрадукцыйнымі і мініяцюрызаванымі.
№ 3Нана рэдкай зямлікаталітычныя матэрыялы
Рэдказямечныя каталітычныя матэрыялы прадугледжваюць практычна ўсе каталітычныя рэакцыі. З -за павярхоўных эфектаў, аб'ёмных эфектаў і эфектаў квантавага памеру нанатэхналогіі рэдкай зямлі ўсё больш прыцягваюць увагу. У многіх хімічных рэакцыях выкарыстоўваюцца рэдныя каталізатары зямлі. Калі будуць выкарыстаны нанакаталізатары рэдкіх Зямлі, каталітычная актыўнасць і эфектыўнасць будуць значна палепшаны.
Нанакаталізатары рэдкіх Зямлі звычайна выкарыстоўваюцца ў нафтавай каталітычнай парэпанні і ачыстцы аўтамабільных выхлапных газаў. Часцей за ўсё выкарыстоўваюцца нанакаталітычныя матэрыялы рэдкіх ЗямліCEO2іLa2o3, якія могуць быць выкарыстаны ў якасці каталізатараў і прамоўтэраў, а таксама носьбітаў каталізатара.
№ 4Нана аксід цэрыіУльтрафіялетавы экранаваны матэрыял
Аксід Nano Cerium вядомы як ультрафіялетавы ізаляцыйны агент трэцяга пакалення, з добрым ізаляцыйным эфектам і высокай прапусканнем. У касметыцы нізкая каталітычная актыўнасць Nano Ceria павінна выкарыстоўвацца ў якасці ізаляцыйнага ўльтрафіялетавага рэчыва. Такім чынам, увагу рынку і распазнаванне ультрафіялетавых экранаў нана нана высокія. Пастаяннае ўдасканаленне інтэграванай інтэграцыі схемы патрабуе новых матэрыялаў для працэсаў вытворчасці мікрасхем. Новыя матэрыялы маюць больш высокія патрабаванні да паліроўкі вадкасцяў, а паўправадніковая рэдкая зямная вадкасць павінны адпавядаць гэтаму патрабаванню, з больш хуткай хуткасцю паліроўкі і меншым аб'ёмам паліроўкі. Нана рэдказямечныя паліравальныя матэрыялы маюць шырокі рынак.
Значнае павелічэнне ўласнасці аўтамабіляў выклікала сур'ёзнае забруджванне паветра, а ўстаноўка каталізатараў ачысткі выхлапных газаў - найбольш эфектыўны спосаб барацьбы з забруджваннем выхлапных газаў. Кампазітныя аксіды цырконій Nano cerium гуляюць важную ролю ў паляпшэнні якасці ачысткі хваставога газу.
№ 5 Іншыя функцыянальныя матэрыялы Nano
01. Рэдкая зямная нана керамічныя матэрыялы
Нана -керамічны парашок можа значна паменшыць тэмпературу спякання, якая на 200 ℃ ~ 300 ℃ ніжэй, чым у керамічнага парашка, які не з'яўляецца нана з тым жа складам. Даданне Nano CEO2 да керамікі можа знізіць тэмпературу спякання, перашкаджаць росту рашотак і палепшыць шчыльнасць керамікі. Даданне элементаў рэдкай зямлі, такіх якY2O3, CEO2, or La2o3 to Zro2можа прадухіліць высокатэмпературную фазавую трансфармацыю і ўспрыманне ZRO2 і атрымаць фазу ZRO2 трансфармацыі, узмоцненыя керамічныя структурныя матэрыялы.
Электронная кераміка (электронныя датчыкі, матэрыялы PTC, мікрахвалевыя матэрыялы, кандэнсатары, тэрмістары і г.д.), падрыхтаваныя з выкарыстаннем ультрафіннага або нанамаштабнага CEO2, Y2O3,ND2O3, SM2O3і г.д. маюць паляпшэнне электрычных, цеплавых і ўстойлівасці.
Даданне рэдкай зямлі, актываваных фотакаталітычных кампазітных матэрыялаў у формулу глазуры, можа падрыхтаваць антыбактэрыйную кераміку рэдкай зямлі.
02.RARE EARD
З развіццём навукі і тэхналогій патрабаванні да прадуктаў для прадуктаў становяцца ўсё больш жорсткімі, патрабуючы ультра-па ультра-ультра-тоннай, ультра-высокай шчыльнасці і ультра-запоўненай прадукцыі. У цяперашні час распрацаваны тры асноўныя катэгорыі рэдкіх земляных нана фільмаў: нана -фільмы рэдкіх Зямлі, фільмы пра нана рэдказяметраў і фільмы пра нана -сплаву рэдкіх Зямлі. Фільмы нана рэдкіх Зямлі таксама гуляюць важную ролю ў інфармацыйнай індустрыі, каталізацыі, энергіі, транспарціроўцы і медыцыне жыцця.
Выснова
Кітай - асноўная краіна рэдкіх Зямлі. Распрацоўка і прымяненне нанаматэрыялаў рэдкіх Зямлі - гэта новы спосаб эфектыўнага выкарыстання рэдкіх рэсурсаў. Для таго, каб пашырыць сферу прымянення рэдкай зямлі і садзейнічаць развіццю новых функцыянальных матэрыялаў, у тэорыі матэрыялаў павінна быць створана новая тэарэтычная сістэма для задавальнення патрэбаў у даследаваннях на нанамаштабе, зрабіць нанаматэрыялы рэдкіх Зямлі мець больш эфектыўныя характарыстыкі і зрабіць магчымым з'яўленне новых уласцівасцей і функцый.
Час публікацыі: мая-29-2023