La nanotecnología es un campo interdisciplinario emergente que se desarrolló gradualmente a finales de los años 80 y principios de los 90. Debido a su enorme potencial para crear nuevos procesos de producción, materiales y productos, desencadenará una nueva revolución industrial en el nuevo siglo. El nivel actual de desarrollo de la nanociencia y la nanotecnología es similar al de la informática y la tecnología de la información en los años cincuenta. La mayoría de los científicos comprometidos con este campo anticipan que el desarrollo de la nanotecnología tendrá un impacto amplio y profundo en muchos aspectos de la tecnología. Los científicos creen que tiene propiedades extrañas y propiedades únicas, y los principales efectos limitantes que conducen a las extrañas propiedades del nano.tierras rarasLos materiales incluyen efecto de superficie específico, efecto de tamaño pequeño, efecto de interfaz, efecto de transparencia, efecto de túnel y efecto cuántico macroscópico. Estos efectos hacen que las propiedades físicas de los nanosistemas sean diferentes de las de los materiales convencionales, como la luz, la electricidad, el calor y el magnetismo, lo que da como resultado muchas características novedosas. Hay tres direcciones principales para que los futuros científicos investiguen y desarrollen nanotecnología: la preparación y aplicación de nanomateriales de alto rendimiento; Diseñar y preparar diversos nanodispositivos y equipos; Detectar y analizar las propiedades de nanoregiones. En la actualidad, existen principalmente algunas direcciones de aplicación para nanotierras rarass, y los usos futuros de nanotierras rarasnecesitan desarrollarse más.
Nanoóxido de lantanose aplica a materiales piezoeléctricos, materiales electrotérmicos, materiales termoeléctricos, materiales magnetorresistivos, materiales luminiscentes (polvo azul), materiales de almacenamiento de hidrógeno, vidrio óptico, materiales láser, diversos materiales de aleaciones, catalizadores para preparar productos químicos orgánicos y catalizadores para neutralizar los gases de escape de los automóviles. Las películas agrícolas de conversión de luz también se aplican ananoóxido de lantano.
Los principales usos denano ceriaincluyen: 1. Como aditivo para vidrio,nano ceriaPuede absorber rayos ultravioleta e infrarrojos y se ha aplicado al vidrio de automóviles. No sólo puede prevenir la radiación ultravioleta, sino que también puede reducir la temperatura dentro del coche, ahorrando así electricidad para el aire acondicionado. 2. La aplicación denanoóxido de cerioen los catalizadores de purificación de gases de escape de automóviles pueden prevenir eficazmente que una gran cantidad de gases de escape de automóviles se descarguen al aire. 3.Nanoóxido de ceriose puede aplicar a pigmentos para colorear plásticos y también se puede utilizar en industrias como recubrimientos, tintas y papel. 4. La aplicación denano ceriaen materiales de pulido ha sido ampliamente reconocido como un requisito de alta precisión para pulir obleas de silicio y sustratos de monocristal de zafiro. 5. Además,nano ceriaTambién se puede aplicar a materiales de almacenamiento de hidrógeno, materiales termoeléctricos,nano ceriaelectrodos de tungsteno, condensadores cerámicos, cerámicas piezoeléctricas,nano ceria carburo de silicioabrasivos, materias primas para pilas de combustible, catalizadores de gasolina, ciertos materiales magnéticos permanentes, diversos aceros aleados y metales no ferrosos.
NanómetroÓxido de praseodimio (Pr6O11)
Los principales usos denanoóxido de praseodimioincluyen: 1. Es ampliamente utilizado en cerámica de construcción y cerámica diaria. Se puede mezclar con esmalte cerámico para crear un esmalte de color o se puede utilizar solo como pigmento bajo vidriado. El pigmento producido es de color amarillo claro, con un tono de color puro y elegante. 2. Se utiliza para fabricar imanes permanentes, ampliamente utilizados en diversos dispositivos electrónicos y motores. 3. Utilizado para el craqueo catalítico del petróleo, puede mejorar la actividad, selectividad y estabilidad catalíticas. 4.Óxido de nanopraseodimioTambién se puede utilizar para pulido abrasivo. Además, el uso denanoóxido de praseodimioTambién está cada vez más extendido el ámbito de las fibras ópticas.
Óxido de neodimio nanométrico (Nd2O3)
Óxido de neodimio nanométricoEl elemento se ha convertido en un tema candente de atención del mercado durante muchos años debido a su posición única en eltierras rarascampo.Óxido de neodimio nanométricoTambién se aplica a materiales metálicos no ferrosos. Añadiendo del 1,5% al 2,5%nanoóxido de neodimioaleaciones de magnesio o aluminio puede mejorar el rendimiento a altas temperaturas, la hermeticidad y la resistencia a la corrosión de la aleación, y se usa ampliamente como material aeroespacial. Además, el granate de nano itrio aluminio dopado connanoóxido de neodimioGenera rayos láser de onda corta, que se utilizan ampliamente en la industria para soldar y cortar materiales delgados con un espesor inferior a 10 mm. En la práctica médica, nanoitrio aluminioláseres de granate dopados connanoóxido de neodimiose utilizan en lugar de bisturíes quirúrgicos para eliminar heridas quirúrgicas o desinfectar.Nanoóxido de neodimioTambién se utiliza para colorear vidrio y materiales cerámicos, así como para productos de caucho y aditivos.
Los principales usos deóxido de samario a nanoescalaDestaca su color amarillo claro, que se utiliza en catalizadores y condensadores cerámicos. Además,nanoóxido de samariotambién tiene propiedades nucleares y puede usarse como material estructural, material de blindaje y material de control para reactores atómicos, permitiendo la utilización segura de la enorme energía generada por la fisión nuclear.
Nanoescalaóxido de europio (Eu2O3)
Óxido de europio a nanoescalaSe utiliza principalmente en polvos fluorescentes. Eu3+ se utiliza como activador de fósforos rojos y Eu2+ se utiliza para fósforos azules. Hoy en día, Y0O3: Eu3+ es el mejor fósforo para la eficiencia de la luminiscencia, la estabilidad del recubrimiento y la recuperación de costos. Además, con mejoras en tecnologías como la mejora de la eficiencia y el contraste de la luminiscencia, se está utilizando ampliamente. Recientemente,nanoóxido de europioTambién se ha utilizado como fósforo de emisión estimulada en nuevos sistemas de diagnóstico médico por rayos X. El nanoóxido de europio también se puede utilizar para fabricar lentes de colores y filtros ópticos, para dispositivos de almacenamiento de burbujas magnéticas y en materiales de control, materiales de protección y materiales estructurales de reactores atómicos. Se preparó polvo fluorescente rojo de partículas finas de óxido de gadolinio europio (Y2O3Eu3+) utilizandonanoóxido de itrio (Y2O3) ynanoóxido de europio (Eu2O3) como materia prima. Al preparartierras raraspolvo fluorescente tricolor, se encontró que: (a) se puede mezclar bien con polvo verde y polvo azul; (b) Buen rendimiento del recubrimiento; (c) Debido al pequeño tamaño de las partículas del polvo rojo, el área de superficie específica aumenta y el número de partículas luminiscentes aumenta, lo que puede reducir la cantidad de polvo rojo utilizado entierras rarasfósforos tricolores, lo que resulta en una disminución del costo.
Óxido de nano gadolinio (Gd2O3)
Sus principales usos incluyen: 1. Su complejo paramagnético soluble en agua puede mejorar la señal de imágenes por resonancia magnética (RMN) del cuerpo humano en aplicaciones médicas. 2. Los óxidos de azufre base se pueden utilizar como rejillas de matriz para tubos de osciloscopio de brillo especial y pantallas de fluorescencia de rayos X. 3. Elnanoóxido de gadolinio in nanoóxido de gadolinioEl granate de galio es un sustrato único ideal para la memoria de burbujas magnéticas. 4. Cuando no hay limitación del ciclo Camot, se puede utilizar como medio de enfriamiento magnético de estado sólido. 5. Se utiliza como inhibidor para controlar el nivel de reacción en cadena de las centrales nucleares para garantizar la seguridad de las reacciones nucleares. Además, el uso denanoóxido de gadolinioy el nanoóxido de lantano juntos ayudan a cambiar la zona de transición vítrea y mejorar la estabilidad térmica del vidrio.Óxido de nano gadolinioTambién se puede utilizar para fabricar condensadores y pantallas intensificadoras de rayos X. Actualmente se están realizando esfuerzos en todo el mundo para desarrollar la aplicación denanoóxido de gadolinioy sus aleaciones en el enfriamiento magnético, y se han logrado avances.
Nanómetroóxido de terbio (Tb4O7)
Las principales áreas de aplicación incluyen: 1. El polvo fluorescente se utiliza como activador del polvo verde en tres polvos fluorescentes de colores primarios, como la matriz de fosfato activada pornanoóxido de terbio, matriz de silicato activada pornanoóxido de terbioy matriz de aluminato de nanocerio y magnesio activada pornanoóxido de terbio, todos emitiendo luz verde en estado excitado. 2. En los últimos años, se han realizado investigaciones y desarrollo sobrenanoóxido de terbioMateriales magnetoópticos de base para almacenamiento magnetoóptico. Un disco magnetoóptico desarrollado utilizando una película delgada amorfa de Tb-Fe como elemento de almacenamiento de computadora puede aumentar la capacidad de almacenamiento entre 10 y 15 veces. 3. Vidrio magnetoóptico, vidrio giratorio de Faraday que contienenanoóxido de terbio, es un material clave utilizado en la fabricación de rotadores, aisladores y timbres ampliamente utilizados en tecnología láser.Nanoóxido de terbioy el óxido de hierro nanodisprosio se han utilizado principalmente en sonar y se han utilizado ampliamente en diversos campos, desde sistemas de inyección de combustible, control de válvulas de líquido, microposicionamiento hasta actuadores mecánicos, mecanismos y reguladores de alas para aviones y telescopios espaciales.
Óxido de nanodisprosio (Dy2O3)
Los principales usos deóxido de nanodisprosio (Dy2O3) óxido de nanodisprosioson: 1.Óxido de nanodisprosioSe utiliza como activador de polvo fluorescente y trivalente.óxido de nanodisprosioes un ion de activación prometedor para un material luminiscente de un solo centro luminiscente con tres colores primarios. Se compone principalmente de dos bandas de emisión, una es de emisión de luz amarilla y la otra es de emisión de luz azul. El material luminiscente dopado conóxido de nanodisprosioSe puede utilizar como polvo fluorescente de tres colores primarios. 2.Óxido de nanodisprosioEs una materia prima metálica necesaria para preparar grandes aleaciones magnetoestrictivas.nanoóxido de terbioAleación de óxido de hierro nanodisprosio (Terfenol), que puede permitir lograr algunos movimientos mecánicos precisos. 3.Óxido de nanodisprosioEl metal se puede utilizar como material de almacenamiento magnetoóptico con alta velocidad de grabación y sensibilidad de lectura. 4. Utilizado para la preparación deóxido de nanodisprosiolámparas, la sustancia de trabajo utilizada enóxido de nanodisprosiolas lámparas sonóxido de nanodisprosio. Este tipo de lámpara tiene ventajas como alto brillo, buen color, alta temperatura de color, tamaño pequeño y arco estable. Se ha utilizado como fuente de iluminación para películas, imprentas y otras aplicaciones de iluminación. 5. Debido a la gran área transversal de captura de neutrones deóxido de nanodisprosio, se utiliza en la industria de la energía atómica para medir espectros de neutrones o como absorbente de neutrones.
Los principales usos denanoóxido de holmioincluir: 1. como aditivo para lámparas de halogenuros metálicos. Las lámparas de halogenuros metálicos son un tipo de lámpara de descarga de gas desarrollada a partir de lámparas de mercurio de alta presión, caracterizadas por llenar la bombilla con diversostierras rarashaluros. En la actualidad, el uso principal estierras rarasyoduro, que emite diferentes colores espectrales durante la descarga de gas. La sustancia de trabajo utilizada en elnanoóxido de holmiolampara esta yodadananoóxido de holmio, que puede lograr una alta concentración de átomos metálicos en la zona del arco, mejorando en gran medida la eficiencia de la radiación. 2.Nanoóxido de holmioSe puede utilizar como aditivo para hierro ytrio oitrio aluminiogranate; 3.Nanoóxido de holmiose puede utilizar como granate de itrio, hierro y aluminio (Ho: YAG) para emitir un láser de 2 μ M, tejido humano en 2 μ. La tasa de absorción del láser m es alta, casi tres órdenes de magnitud mayor que la de Hd: YAG0. Entonces, cuando se utiliza el láser Ho:YAG para cirugía médica, no solo se puede mejorar la eficiencia y precisión quirúrgica, sino que también se puede reducir el área de daño térmico a un tamaño más pequeño. El haz libre generado pornanoóxido de holmioLos cristales pueden eliminar la grasa sin generar calor excesivo, reduciendo así el daño térmico a los tejidos sanos. Se informa que el uso denanoóxido de holmioLos láseres en los Estados Unidos para tratar el glaucoma pueden reducir el dolor de los pacientes sometidos a cirugía. 4. En la aleación magnetoestrictiva Terfenol D, una pequeña cantidad denanoóxido de holmioTambién se puede agregar para reducir el campo externo requerido para la magnetización de saturación de la aleación. 5. Además, los dispositivos de comunicación óptica, como láseres de fibra, amplificadores de fibra y sensores de fibra, se pueden fabricar utilizando fibras dopadas connanoóxido de holmio, que desempeñará un papel más importante en el rápido desarrollo de las comunicaciones por fibra óptica en la actualidad.
Los principales usos denanoóxido de erbioincluyen: 1. La emisión de luz de Er3+ a 1550 nm tiene un significado especial, ya que esta longitud de onda se encuentra precisamente en la pérdida más baja de las fibras ópticas en la comunicación por fibra óptica. Después de ser excitado por luz a una longitud de onda de 980nm1480nm,nanoóxido de erbioLos iones (Er3+) pasan del estado fundamental 4115/2 al estado de alta energía 4113/2 y emiten luz de longitud de onda de 1550 nm cuando Er3+ en el estado de alta energía vuelve al estado fundamental. Las fibras ópticas de cuarzo pueden transmitir varias longitudes de onda de luz. , pero la tasa de atenuación óptica varía. La banda de frecuencia de luz de 1550 nm tiene la tasa de atenuación óptica más baja (0,15 decibeles por kilómetro) en la transmisión de fibras ópticas de cuarzo, que es casi el límite inferior de la tasa de atenuación. Por lo tanto, cuando se utiliza comunicación de fibra óptica como señal luminosa a 1550 nm, se minimiza la pérdida de luz. De esta manera, si se logra una concentración adecuada denanoóxido de erbioAl doparlo en una matriz adecuada, el amplificador puede compensar las pérdidas en los sistemas de comunicación basándose en el principio del láser. Por lo tanto, en redes de telecomunicaciones que requieren amplificación de señales ópticas de 1550 nm,nanoóxido de erbioLos amplificadores de fibra dopada son dispositivos ópticos esenciales. Actualmente,nanoóxido de erbioSe han comercializado amplificadores de fibra de sílice dopada. Según los informes, para evitar una absorción inútil, la cantidad de dopaje de nanoóxido de erbio en las fibras ópticas oscila entre decenas y cientos de ppm. El rápido desarrollo de las comunicaciones por fibra óptica abrirá nuevos campos para la aplicación denanoóxido de erbio. 2. Además, los cristales láser dopados connanoóxido de erbioy sus láseres de salida de 1730 nm y 1550 nm son seguros para los ojos humanos, con un buen rendimiento de transmisión atmosférica, una gran capacidad de penetración del humo del campo de batalla, buena confidencialidad y no son detectados fácilmente por los enemigos. El contraste de la irradiación sobre objetivos militares es relativamente grande y se ha desarrollado para uso militar un telémetro láser portátil para la seguridad del ojo humano. 3. Se puede agregar Er3+ al vidrio para hacertierras rarasMateriales láser de vidrio, que actualmente es el material láser de estado sólido con la mayor energía de pulso de salida y potencia de salida. 4. Er3+ también se puede utilizar como ion de activación para materiales láser de conversión ascendente de tierras raras. 5. Además,nanoóxido de erbioTambién se puede utilizar para decolorar y colorear lentes de anteojos y vidrio cristalino.
Óxido de itrio nanométrico (Y2O3)
Los principales usos denanoóxido de itrioIncluyen: 1. Aditivos para acero y aleaciones no ferrosas. Las aleaciones de FeCr suelen contener entre un 0,5% y un 4%.nanoóxido de itrio, que puede mejorar la resistencia a la oxidación y la ductilidad de estos aceros inoxidables; Después de agregar una cantidad adecuada de riconanoóxido de itriomezcladotierras rarascon la aleación MB26, el rendimiento general de la aleación ha mejorado significativamente y puede reemplazar algunas aleaciones de aluminio de resistencia media para componentes de carga de aviones; Añadiendo una pequeña cantidad de nano itrioóxido de tierras rarasa la aleación Al Zr puede mejorar la conductividad de la aleación; Esta aleación ha sido adoptada por la mayoría de las fábricas de alambre nacionales; Añadiendonanoóxido de itrioaleaciones de cobre mejora la conductividad y la resistencia mecánica. 2. Que contiene 6%nanoóxido de itrioy se puede utilizar material cerámico de nitruro de silicio al 2% de aluminio para desarrollar componentes de motor. 3. Utilice uno de 400 vatiosnanoóxido de neodimioRayo láser de granate de aluminio para realizar procesamiento mecánico como perforación, corte y soldadura de componentes grandes. 4. La pantalla fluorescente del microscopio electrónico compuesta de obleas monocristalinas de granate Y-Al tiene un alto brillo de fluorescencia, baja absorción de luz dispersa y buena resistencia a altas temperaturas y al desgaste mecánico. 5. altonanoóxido de itrioaleaciones estructuradas que contienen hasta un 90%nanoóxido de gadolinioSe puede utilizar en aviación y otras aplicaciones que requieren baja densidad y alto punto de fusión. 6. Materiales conductores de protones de alta temperatura que contienen hasta un 90%nanoóxido de itrioson de gran importancia para la producción de pilas de combustible, pilas electrolíticas y componentes de detección de gases que requieren una alta solubilidad del hidrógeno. Además,nanoóxido de itrioTambién se utiliza como material de pulverización a alta temperatura, diluyente para combustible de reactores atómicos, aditivo para materiales magnéticos permanentes y como captador en la industria electrónica.
Además de lo anterior, nanoóxidos de tierras rarasTambién se puede utilizar en materiales de prendas de vestir con desempeño para la salud humana y el medio ambiente. Desde la actual unidad de investigación, todos tienen una determinada dirección: resistencia a la radiación ultravioleta; La contaminación del aire y la radiación ultravioleta son propensas a enfermedades de la piel y cáncer; Prevenir la contaminación dificulta que los contaminantes se adhieran a la ropa; También se están realizando investigaciones en el campo del aislamiento térmico. Debido a la dureza y el fácil envejecimiento del cuero, es más propenso a formar manchas de moho en los días de lluvia. A la deriva con nanoóxido de cerio de tierras rarasPuede hacer que el cuero sea más suave, menos propenso al envejecimiento y al moho, y también muy cómodo de usar. Los materiales de nanorrecubrimiento también han sido un tema candente en la investigación de nanomateriales en los últimos años, centrándose principalmente en los recubrimientos funcionales. Estados Unidos usa 80 nmY2O3como revestimiento de protección infrarroja, que tiene una alta eficiencia para reflejar el calor.CeO2Tiene un alto índice de refracción y alta estabilidad. Cuandonanoóxido de itrio de tierras raras, nanoóxido de lantano ynanoóxido de cerioSe agrega polvo al revestimiento, la pared exterior puede resistir el envejecimiento. Debido a que el revestimiento de la pared exterior es propenso a envejecer y caerse debido a la exposición de la pintura a los rayos ultravioleta del sol y a la exposición prolongada al viento y al sol, la adición deóxido de cerioyóxido de itrioPuede resistir la radiación ultravioleta y su tamaño de partícula es muy pequeño.Nanoóxido de ceriose utiliza como absorbente de rayos ultravioleta. Se espera que se utilice para prevenir el envejecimiento de productos plásticos debido a la radiación ultravioleta, así como el envejecimiento por rayos UV de tanques, automóviles, barcos, tanques de almacenamiento de petróleo, etc., y que desempeñe un papel. en grandes vallas publicitarias al aire libre
La mejor protección es para el revestimiento de la pared interior para evitar el moho, la humedad y la contaminación, ya que su tamaño de partícula es muy pequeño, lo que dificulta que el polvo se adhiera a la pared y se pueda limpiar con agua. Todavía hay muchos usos para nanoóxidos de tierras rarasque necesitan más investigación y desarrollo, y esperamos sinceramente que tenga un mañana más brillante.
Hora de publicación: 03-nov-2023