Rare earth nanomaterials Rare earth nga mga elemento adunay talagsaon nga 4f sub layer nga electronic structure, dako nga atomic magnetic moment, lig-on nga spin orbit coupling ug uban pang mga kinaiya, nga miresulta sa dato kaayo nga optical, electrical, magnetic ug uban pang mga kabtangan. Kinahanglanon kini nga mga estratehikong materyales alang sa mga nasud sa tibuuk kalibutan aron mabag-o ang tradisyonal nga mga industriya ug mapalambo ang high-tech, ug nailhan nga "balay sa bahandi sa mga bag-ong materyales".
Dugang pa sa mga aplikasyon niini sa tradisyonal nga mga natad sama sa makinarya sa metalurhiko, petrochemical, bildo nga seramik, ug gaan nga mga panapton,talagsaon nga mga yutamao usab ang mga yawe nga nagsuporta nga mga materyales sa mga nag-uswag nga mga natad sama sa limpyo nga enerhiya, dagkong mga sakyanan, bag-ong enerhiya nga mga sakyanan, semiconductor nga suga, ug bag-ong mga display, nga suod nga nalangkit sa kinabuhi sa tawo.
Pagkahuman sa mga dekada nga pag-uswag, ang pokus sa panukiduki nga adunay kalabotan sa talagsaon nga yuta parehas nga nabalhin gikan sa pagtunaw ug pagbulag sa usa ka taas nga kaputli nga talagsaon nga yuta hangtod sa high-tech nga aplikasyon sa mga talagsaon nga yuta sa magnetism, optika, elektrisidad, pagtipig sa enerhiya, catalysis, biomedicine, ug uban pang natad. Sa usa ka bahin, adunay mas dako nga uso ngadto sa talagsaon nga yuta nga mga komposit nga materyales sa materyal nga sistema; Sa laing bahin, kini mas naka-focus sa ubos nga dimensyon nga functional nga kristal nga mga materyales sa termino sa morpolohiya. Ilabi na sa pag-uswag sa modernong nanoscience, nga naghiusa sa gagmay nga mga epekto sa gidak-on, mga epekto sa quantum, mga epekto sa nawong, ug mga epekto sa interface sa mga nanomaterial nga adunay talagsaon nga istruktura sa electronic layer nga mga kinaiya sa mga talagsaon nga elemento sa yuta, ang mga nanomaterial nga talagsa nga yuta nagpakita sa daghang mga kabtangan sa nobela nga lahi sa tradisyonal nga mga materyales, pag-maximize. ang maayo kaayo nga pasundayag sa talagsaon nga mga materyales sa yuta, Ug dugang nga pagpalapad sa aplikasyon niini sa natad sa tradisyonal nga mga materyales ug bag-ong high-tech nga paggama.
Sa pagkakaron, nag-una ang mga mosunud nga labi ka gisaad nga talagsaon nga mga nanomaterial sa yuta, nga mao ang talagsaon nga yuta nga nano luminescent nga mga materyales, talagsaon nga yuta nano catalytic nga mga materyales, talagsaon nga yuta nano magnetic nga mga materyales,nano nga cerium oxideultraviolet shielding nga mga materyales, ug uban pang nano functional nga mga materyales.
No.1Rare earth nano luminescent nga mga materyales
01. Rare earth organic-inorganic hybrid luminescent nanomaterials
Ang mga komposit nga materyales naghiusa sa lainlaing mga yunit sa pag-andar sa lebel sa molekula aron makab-ot ang mga komplementaryo ug na-optimize nga mga gimbuhaton. Ang organikong dili organikong hybrid nga materyal adunay mga gimbuhaton sa organiko ug dili organikong mga sangkap, nga nagpakita sa maayo nga mekanikal nga kalig-on, pagka-flexible, kalig-on sa kainit ug maayo kaayo nga pagkaproseso.
Rare nga yutaAng mga komplikado adunay daghang mga bentaha, sama sa taas nga kaputli sa kolor, taas nga kinabuhi sa naghinam-hinam nga estado, taas nga ani sa quantum, ug daghang mga linya sa spectrum sa pagpagawas. Kini kaylap nga gigamit sa daghang natad, sama sa display, optical waveguide amplification, solid-state lasers, biomarker, ug anti-counterfeiting. Bisan pa, ang ubos nga kalig-on sa photothermal ug dili maayo nga pagproseso sa mga talagsaon nga mga komplikado sa yuta seryoso nga nakababag sa ilang aplikasyon ug promosyon. Ang paghiusa sa mga talagsaon nga mga complex sa yuta nga adunay mga dili organikong matrice nga adunay maayo nga mekanikal nga mga kabtangan ug kalig-on usa ka epektibo nga paagi aron mapaayo ang mga luminescent nga kabtangan sa mga talagsaon nga mga komplikado sa yuta.
Sukad sa pag-uswag sa talagsaon nga yuta nga organikong dili organikong hybrid nga materyal, ang ilang mga uso sa pag-uswag nagpakita sa mosunod nga mga kinaiya:
① Ang hybrid nga materyal nga nakuha pinaagi sa kemikal nga doping nga pamaagi adunay lig-on nga aktibo nga mga sangkap, taas nga kantidad sa doping ug managsama nga pag-apod-apod sa mga sangkap;
② Pagbag-o gikan sa usa ka magamit nga mga materyales ngadto sa multifunctional nga mga materyales, pagpalambo sa multifunctional nga mga materyales aron sa paghimo sa ilang mga aplikasyon nga mas lapad;
③ Ang matrix lainlain, gikan sa panguna nga silica hangtod sa lainlaing mga substrate sama sa titanium dioxide, organikong polimer, yutang kulonon, ug mga ionic nga likido.
02. White LED talagsaon nga yuta luminescent nga materyal
Kung itandi sa kasamtangan nga mga teknolohiya sa suga, ang mga semiconductor lighting nga mga produkto sama sa light-emitting diodes (LEDs) adunay mga bentaha sama sa taas nga serbisyo sa kinabuhi, ubos nga konsumo sa enerhiya, taas nga kahayag, walay mercury, walay UV, ug stable nga operasyon. Giisip sila nga "ikaupat nga henerasyon nga gigikanan sa kahayag" pagkahuman sa mga incandescent lamp, fluorescent lamp, ug high-strength gas discharge lamps (HIDs).
Ang puti nga LED gilangkuban sa mga chips, substrates, phosphors, ug mga drayber. Ang talagsaon nga yuta nga fluorescent powder adunay hinungdanon nga papel sa paghimo sa puti nga LED. Sa bag-ohay nga mga tuig, usa ka dako nga kantidad sa panukiduki nga trabaho ang gihimo sa puti nga LED phosphors ug maayo kaayo nga pag-uswag ang nahimo:
① Ang pag-uswag sa usa ka bag-ong tipo sa phosphor nga gihinam-hinam sa asul nga LED (460m) nagpahigayon sa doping ug pagbag-o nga panukiduki sa YAO2Ce (YAG: Ce) nga gigamit sa asul nga LED chips aron mapauswag ang kahusayan sa kahayag ug paghubad sa kolor;
② Ang pag-uswag sa bag-ong mga fluorescent powder nga naghinam-hinam sa ultraviolet nga kahayag (400m) o ultraviolet nga kahayag (360mm) sistematikong nagtuon sa komposisyon, istruktura, ug spectral nga mga kinaiya sa pula ug berde nga asul nga fluorescent powder, ingon man ang lain-laing mga ratios sa tulo ka fluorescent powder aron makuha ang puti nga LED nga adunay lainlaing mga temperatura sa kolor;
③ Dugang nga trabaho ang gihimo sa mga batakang siyentipikong isyu sa proseso sa pag-andam sa fluorescent powder, sama sa impluwensya sa proseso sa pag-andam sa flux, aron masiguro ang kalidad ug kalig-on sa fluorescent powder.
Dugang pa, ang puti nga suga nga LED nag-una nga nagsagop sa usa ka sinagol nga proseso sa pagputos sa fluorescent powder ug silicone. Tungod sa dili maayo nga thermal conductivity sa fluorescent powder, ang aparato mag-init tungod sa taas nga oras sa pagtrabaho, nga mosangput sa pagkatigulang sa silicone ug pagpamubo sa kinabuhi sa serbisyo sa aparato. Kini nga problema labi ka seryoso sa high-power white light LEDs. Ang hilit nga pakete mao ang usa ka paagi sa pagsulbad niini nga problema pinaagi sa paglakip sa fluorescent powder ngadto sa substrate ug pagbulag niini gikan sa asul nga LED nga tinubdan sa kahayag, sa ingon pagkunhod sa epekto sa kainit nga namugna sa chip sa luminescent performance sa fluorescent powder. Kung ang talagsa nga yuta nga fluorescent ceramics adunay mga kinaiya sa taas nga thermal conductivity, taas nga resistensya sa kaagnasan, taas nga kalig-on, ug maayo kaayo nga performance sa optical output, mas maayo nila nga makab-ot ang mga kinahanglanon sa aplikasyon sa high-power white LED nga adunay taas nga density sa enerhiya. Ang mga micro nano powder nga adunay taas nga kalihokan sa sintering ug taas nga pagkatibulaag nahimo nga usa ka hinungdanon nga kinahanglanon alang sa pag-andam sa taas nga transparency nga talagsaon nga yuta nga optical functional ceramics nga adunay taas nga performance sa optical output.
03. Talagsaon nga yuta upconversion luminescent nanomaterials
Ang upconversion luminescence usa ka espesyal nga matang sa proseso sa luminescence nga gihulagway pinaagi sa pagsuyup sa daghang mga low-energy nga mga photon pinaagi sa mga luminescent nga materyales ug ang paghimo sa high-energy photon emission. Kung itandi sa tradisyonal nga mga molekula sa organikong tina o mga tuldok sa quantum, ang talagsaon nga earth upconversion luminescent nanomaterials adunay daghang mga bentaha sama sa dako nga pagbalhin sa anti Stokes, pig-ot nga emission band, maayo nga kalig-on, ubos nga toxicity, taas nga giladmon sa pagsulod sa tisyu, ug ubos nga pagkabalda sa kusog nga fluorescence. Sila adunay halapad nga mga prospect sa aplikasyon sa biomedical field.
Sa bag-ohay nga mga tuig, talagsaon nga yuta upconversion luminescent nanomaterials nakahimo og mahinungdanon nga pag-uswag sa synthesis, pagbag-o sa nawong, pag-andar sa ibabaw, ug biomedical nga mga aplikasyon. Ang mga tawo nagpalambo sa luminescence performance sa mga materyales pinaagi sa pag-optimize sa ilang komposisyon, phase state, gidak-on, ug uban pa sa nanoscale, ug paghiusa sa core/shell structure aron makunhuran ang luminescence quenching center, aron madugangan ang transisyon nga posibilidad. Pinaagi sa kemikal nga pagbag-o, pag-establisar og mga teknolohiya nga adunay maayo nga biocompatibility aron makunhuran ang toxicity, ug pagpalambo sa mga pamaagi sa imaging alang sa upconversion nga luminescent nga buhi nga mga selula ug sa vivo; Pagpalambo og episyente ug luwas nga biolohikal nga mga pamaagi sa pagdugtong base sa mga panginahanglan sa lain-laing mga aplikasyon (immune detection cells, in vivo fluorescence imaging, photodynamic therapy, photothermal therapy, photo controlled release drugs, ug uban pa).
Kini nga pagtuon adunay dako nga potensyal nga aplikasyon ug ekonomikanhon nga mga benepisyo, ug adunay importante nga siyentipikanhong kahulogan alang sa pagpalambo sa nanomedicine, pagpasiugda sa panglawas sa tawo, ug sosyal nga pag-uswag.
No.2 Rare earth nano magnetic nga mga materyales
Ang talagsaon nga yuta nga permanente nga magnet nga mga materyales miagi sa tulo ka yugto sa pagpalambo: SmCo5, Sm2Co7, ug Nd2Fe14B. Ingon usa ka paspas nga napalong nga NdFeB magnetic powder alang sa mga bonded permanente nga magnet nga mga materyales, ang gidak-on sa lugas gikan sa 20nm hangtod 50nm, nga naghimo niini nga usa ka tipikal nga nanocrystalline nga talagsaon nga yuta nga permanenteng magnet nga materyal.
Ang talagsaon nga yuta nga nanomagnetic nga mga materyales adunay mga kinaiya sa gamay nga gidak-on, usa ka istruktura sa domain, ug taas nga coercivity. Ang paggamit sa magnetic recording nga mga materyales makapauswag sa signal-to-noise ratio ug kalidad sa imahe. Tungod sa gamay nga gidak-on ug taas nga kasaligan, ang paggamit niini sa mga micro motor system usa ka hinungdanon nga direksyon alang sa pagpauswag sa bag-ong henerasyon sa aviation, aerospace, ug marine motor. Alang sa magnetic memory, magnetic fluid, Giant Magneto Resistance nga mga materyales, ang pasundayag mahimong mapauswag pag-ayo, nga maghimo sa mga himan nga mahimong high-performance ug miniaturized.
No.3Rare earth nanocatalytic nga mga materyales
Ang rare earth catalytic nga materyales naglakip sa halos tanang catalytic reactions. Tungod sa mga epekto sa nawong, mga epekto sa gidaghanon, ug mga epekto sa gidak-on sa quantum, ang talagsaon nga yuta nga nanotechnology labi nga nakadani sa atensyon. Sa daghang kemikal nga mga reaksiyon, gigamit ang talagsaong mga katalista sa yuta. Kung gigamit ang talagsaon nga mga nanocatalyst sa yuta, ang kalihokan sa catalytic ug kahusayan labi nga mapauswag.
Ang mga talagsaon nga yuta nga nanocatalysts kasagarang gigamit sa petroleum catalytic cracking ug pagputli sa pagtambal sa automotive exhaust. Ang labing sagad nga gigamit nga talagsaon nga yuta nanocatalytic nga mga materyales mao angCeO2ugLa2O3, nga mahimong gamiton isip mga catalyst ug promoter, ingon man mga tigdala sa catalyst.
No.4Nano cerium oxideultraviolet nga panalipod nga materyal
Ang Nano cerium oxide nailhan nga ikatulo nga henerasyon nga ultraviolet isolation agent, nga adunay maayo nga isolation effect ug taas nga transmittance. Sa mga kosmetiko, ang ubos nga catalytic nga kalihokan nga nano ceria kinahanglan gamiton ingon usa ka ahente sa pagbulag sa UV. Busa, ang pagtagad sa merkado ug pag-ila sa nano cerium oxide ultraviolet shielding nga mga materyales taas. Ang padayon nga pag-uswag sa integrated circuit integration nanginahanglan bag-ong mga materyales alang sa integrated circuit chip manufacturing nga mga proseso. Ang bag-ong mga materyales adunay mas taas nga mga kinahanglanon alang sa pagpasinaw sa mga likido, ug ang mga semiconductor nga talagsaon nga mga likido sa pagpasinaw sa yuta kinahanglan nga makab-ot kini nga kinahanglanon, nga adunay mas paspas nga pagpasinaw nga tulin ug gamay nga gidaghanon sa pagpasinaw. Ang Nano talagsaon nga yuta nga polishing nga mga materyales adunay lapad nga merkado.
Ang mahinungdanon nga pag-uswag sa pagpanag-iya sa sakyanan nakapahinabog seryoso nga polusyon sa hangin, ug ang pag-instalar sa mga catalyst sa paghinlo sa tambutso sa sakyanan mao ang labing epektibong paagi sa pagkontrolar sa polusyon sa tambutso. Ang nano cerium zirconium composite oxides adunay hinungdanon nga papel sa pagpaayo sa kalidad sa pagputli sa ikog sa gas.
No.5 Uban pang nano functional nga mga materyales
01. Rare earth nano ceramic nga mga materyales
Nano ceramic powder mahimo kamahinungdanon pagpakunhod sa sintering temperatura, nga mao ang 200 ℃ ~ 300 ℃ ubos pa kay sa non nano ceramic powder uban sa sama nga komposisyon. Ang pagdugang sa nano CeO2 sa mga seramiko makapakunhod sa temperatura sa sintering, makapugong sa pagtubo sa lattice, ug makapauswag sa densidad sa mga seramika. Pagdugang sa talagsaon nga mga elemento sa yuta sama saY2O3, CeO2, or La2O3 to ZrO2makapugong sa hatag-as nga temperatura nga hugna pagbag-o ug embrittlement sa ZrO2, ug pagkuha ZrO2 hugna pagbag-o toughened seramiko structural materyales.
Mga elektronikong seramiko (electronic sensor, PTC nga materyales, microwave materials, capacitor, thermistors, ug uban pa) nga giandam gamit ang ultrafine o nanoscale CeO2, Y2O3,Nd2O3, Sm2O3, ug uban pa nakapauswag sa elektrikal, thermal, ug stability nga mga kabtangan.
Ang pagdugang sa talagsaon nga yuta nga gi-aktibo nga photocatalytic composite nga mga materyales sa glaze nga pormula mahimong makaandam sa talagsaon nga yuta nga antibacterial ceramics.
02. Rare earth nano thin film nga mga materyales
Sa pag-uswag sa syensya ug teknolohiya, ang mga kinahanglanon sa pasundayag alang sa mga produkto nahimong labi ka higpit, nanginahanglan mga ultra-fine, ultra-thin, ultra-high density, ug ultra-filling sa mga produkto. Sa pagkakaron, adunay tulo ka dagkong mga kategoriya sa talagsaong mga earth nano films nga naugmad: rare earth complex nano films, rare earth oxide nano films, ug rare earth nano alloy films. Ang mga rare earth nano films usab adunay importanteng papel sa industriya sa impormasyon, catalysis, enerhiya, transportasyon, ug tambal sa kinabuhi.
Panapos
Ang China usa ka mayor nga nasud sa talagsaon nga mga kapanguhaan sa yuta. Ang pag-uswag ug paggamit sa mga talagsaon nga yuta nga nanomaterial usa ka bag-ong paagi aron epektibo nga magamit ang talagsaon nga mga kahinguhaan sa yuta. Aron mapalapad ang sakup sa aplikasyon sa talagsaon nga yuta ug mapauswag ang pag-uswag sa bag-ong mga materyales nga magamit, usa ka bag-ong sistema sa teoretikal kinahanglan nga matukod sa teorya sa mga materyales aron matubag ang mga panginahanglanon sa panukiduki sa nanoscale, paghimo sa mga talagsaon nga mga nanomaterial sa yuta nga adunay labi ka maayo nga pasundayag, ug paghimo sa pagtunga. sa bag-ong mga kabtangan ug mga gimbuhaton nga posible.
Panahon sa pag-post: Mayo-29-2023