Gadolinio, Elemento 64 de la tabla periódica.
El lantánido en la tabla periódica es una familia numerosa, y sus propiedades químicas son muy similares entre sí, por lo que es difícil separarlas. En 1789, el químico finlandés John Gadolin obtuvo un óxido de metal y descubrió el primer óxido de tierras raras -Óxido de Ytrio (iii)A través del análisis, abriendo la historia de descubrimiento de elementos de tierras raras. En 1880, el científico sueco Demeriak descubrió dos nuevos elementos, uno de los cuales luego se confirmó que erasamario, y el otro fue identificado oficialmente como un nuevo elemento, Gadolinium, después de ser purificado por el químico francés Debuwa Bodeland.
El elemento de gadolinio se origina en el mineral de silicio berilio gadolinio, que es barato, en textura suave, buena en ductilidad, magnética a temperatura ambiente y es un elemento de tierras raras relativamente activas. Es relativamente estable en el aire seco, pero pierde su brillo en la humedad, formando escamas sueltas y fácilmente separadas como los óxidos blancos. Cuando se quema en el aire, puede generar óxidos blancos. El gadolinio reacciona lentamente con el agua y puede disolverse en ácido para formar sales incoloras. Sus propiedades químicas son muy similares a otros lantánidos, pero sus propiedades ópticas y magnéticas son ligeramente diferentes. El gadolinio es paramagnetismo a temperatura ambiente y ferromagnética después del enfriamiento. Sus características se pueden utilizar para mejorar los imanes permanentes.
Utilizando el paramagnetismo de gadolinio, el agente de gadolinio producido se ha convertido en un buen agente de contraste para la RMN. Se ha iniciado la auto investigación de la tecnología de resonancia magnética nuclear, y ha habido 6 premios Nobel relacionados con ella. La resonancia magnética nuclear es causada principalmente por el movimiento de giro de los núcleos atómicos, y el movimiento de giro de diferentes núcleos atómicos varía. Basado en las ondas electromagnéticas emitidas por diferentes atenuación en diferentes entornos estructurales, se puede determinar la posición y el tipo de núcleos atómicos que componen este objeto, y se puede dibujar la imagen estructural interna del objeto. Bajo la acción de un campo magnético, la señal de la tecnología de resonancia magnética nuclear proviene del giro de ciertos núcleos atómicos, como los núcleos de hidrógeno en el agua. Sin embargo, estos núcleos con capacidad de giro se calientan en el campo RF de la resonancia magnética, similar a un horno de microondas, que generalmente debilita la señal de la tecnología de resonancia magnética. El ion de gadolinio no solo tiene un momento magnético de giro muy fuerte, que ayuda al giro del núcleo atómico, mejora la probabilidad de reconocimiento de tejido enfermo, sino que también se mantiene frescamente fresco. Sin embargo, el gadolinio tiene cierta toxicidad, y en medicina, los ligandos quelantes se usan para encapsular los iones de gadolinio para evitar que ingresen a los tejidos humanos.
El gadolinio tiene un fuerte efecto magnetocalórico a temperatura ambiente, y su temperatura varía con la intensidad del campo magnético, lo que plantea una aplicación interesante: la refrigeración magnética. Durante el proceso de refrigeración, debido a la orientación del dipolo magnético, el material magnético se calentará bajo un cierto campo magnético externo. Cuando el campo magnético se elimina y se aislan, la temperatura del material disminuye. Este tipo de enfriamiento magnético puede reducir el uso de refrigerantes como el freón y enfriarse rápidamente. En la actualidad, el mundo está tratando de desarrollar la aplicación de gadolinio y sus aleaciones en este campo, y producir un refrigerador magnético pequeño y eficiente. Bajo el uso de gadolinio, se pueden lograr temperaturas ultra bajas, por lo que el gadolinio también se conoce como el "metal más frío del mundo".
Los isótopos de gadolinio GD-155 y GD-157 tienen la sección transversal de absorción de neutrones térmicos más grandes entre todos los isótopos naturales, y pueden usar una pequeña cantidad de gadolinio para controlar el funcionamiento normal de los reactores nucleares. Por lo tanto, nacieron los reactores de agua ligera a base de gadolinio y la varilla de control de gadolinio, lo que puede mejorar la seguridad de los reactores nucleares al tiempo que reduce los costos.
El gadolinio también tiene excelentes propiedades ópticas y puede usarse para hacer aisladores ópticos, similares a los diodos en los circuitos, también conocidos como diodos emisores de luz. Este tipo de diodo emisor de luz no solo permite que la luz pase en una dirección, sino que también bloquea el reflejo de los ecos en la fibra óptica, asegurando la pureza de la transmisión de la señal óptica y mejorando la eficiencia de transmisión de las ondas de luz. El granate Gadolinium Gallium es uno de los mejores materiales de sustrato para hacer aisladores ópticos.
Tiempo de publicación: Jul-06-2023