Gadolinium, Element 64 de la taula periòdica.
La lantànid a la taula periòdica és una família nombrosa i les seves propietats químiques són molt similars entre elles, per la qual cosa és difícil separar -les. El 1789, el químic finlandès John Gadolin va obtenir un òxid metàl·lic i va descobrir el primer òxid de terra rara -Òxid yttrium (iii)Mitjançant l’anàlisi, obrint la història del descobriment d’elements de la Terra Rara. El 1880, el científic suec Demeriak va descobrir dos nous elements, un dels quals després es va confirmar que erasamari, i l’altre va ser identificat oficialment com un nou element, Gadolinium, després de ser purificat pel químic francès Debuwa Bodeland.
L’element Gadolinium prové del mineral de berilini de silici, que és barat, suau de textura, bona en ductilitat, magnètica a temperatura ambient i és un element de terra rara relativament activa. És relativament estable en aire sec, però perd la seva brillantor en humitat, formant floc solt i fàcilment desenganxat com els òxids blancs. Quan es crema a l’aire, pot generar òxids blancs. El gadolinium reacciona lentament amb l’aigua i es pot dissoldre en àcid per formar sals incolors. Les seves propietats químiques són molt similars a altres lantànides, però les seves propietats òptiques i magnètiques són lleugerament diferents. El gadolinium és paramagnetisme a temperatura ambient i ferromagnètic després de refredar -se. Les seves característiques es poden utilitzar per millorar els imants permanents.
Utilitzant el paramagnetisme de Gadolinium, l’agent de Gadolinium produït s’ha convertit en un bon agent de contrast per a la RMN. S'ha iniciat la investigació d'autoaplicació de la tecnologia de ressonància magnètica nuclear i hi ha hagut 6 premis Nobel relacionats amb ella. La ressonància magnètica nuclear és causada principalment pel moviment de gir dels nuclis atòmics i el moviment de gir de diferents nuclis atòmics varia. A partir de les ones electromagnètiques emeses per diferents atenuació en diferents ambients estructurals, es pot determinar la posició i el tipus de nuclis atòmics que formen aquest objecte i es pot dibuixar la imatge estructural interna de l’objecte. Sota l’acció d’un camp magnètic, el senyal de la tecnologia d’imatge de ressonància magnètica nuclear prové del gir de certs nuclis atòmics, com els nuclis d’hidrogen a l’aigua. Tot i això, aquests nuclis capaços de spin s’escalfen al camp de RF de ressonància magnètica, similar a un forn de microones, que típicament debilita el senyal de tecnologia de ressonància magnètica. L’ió Gadolinium no només té un moment magnètic de spin molt fort, que ajuda al gir del nucli atòmic, millora la probabilitat de reconeixement del teixit malalt, sinó que també es manté fresc. No obstant això, Gadolinium té certa toxicitat i, en la medicina, els lligands quelants s’utilitzen per encapsular ions de gadolini per evitar que entrin a teixits humans.
Gadolinium té un fort efecte magnetocalòric a temperatura ambient i la seva temperatura varia amb la intensitat del camp magnètic, que aporta una interessant aplicació: refrigeració magnètica. Durant el procés de refrigeració, a causa de l’orientació del dipol magnètic, el material magnètic s’escalfarà sota un cert camp magnètic extern. Quan el camp magnètic s’elimina i s’aïlla, la temperatura del material disminueix. Aquest tipus de refrigeració magnètica pot reduir l’ús de refrigerants com Freon i refredar -se ràpidament. Actualment, el món intenta desenvolupar l’aplicació de Gadolinium i els seus aliatges en aquest camp i produir un petit i eficient refrigerador magnètic. Sota l'ús de gadolinium, es poden aconseguir temperatures ultra-baixes, de manera que Gadolinium també es coneix com el "metall més fred del món".
Els isòtops Gadolinium GD-155 i GD-157 tenen la secció d’absorció de neutrons tèrmiques més gran entre tots els isòtops naturals i poden utilitzar una petita quantitat de gadolini per controlar el funcionament normal dels reactors nuclears. Així, van néixer els reactors d’aigua lleugera basats en gadolinium i la vareta de control de gadolinium, cosa que pot millorar la seguretat dels reactors nuclears alhora que redueixen els costos.
Gadolinium també té excel·lents propietats òptiques i es pot utilitzar per fer aïllants òptics, similars als díodes en circuits, també coneguts com a díodes emissors de llum. Aquest tipus de díode emissor de llum no només permet que la llum passi en una direcció, sinó que també bloqueja el reflex dels ecos en la fibra òptica, garantint la puresa de la transmissió de senyal òptic i millorant l'eficiència de transmissió de les ones de llum. Gadolinium Gallium Garnet és un dels millors materials de substrat per fer aïlladors òptics.
Posat Post: Jul-06-2023