Lur arraroen material nanometrikoak, indar berri bat industria iraultzan

Lur arraroen material nanometrikoak, indar berri bat industria iraultzan

Nanoteknologia 1980ko hamarkadaren amaieran eta 1990eko hamarkadaren hasieran pixkanaka garatu den diziplinarteko eremu berri bat da. Ekoizpen prozesu berriak, material berriak eta produktu berriak sortzeko ahalmen handia duenez, industria-iraultza berri bat abiatuko du mende berrian.Nanozientziaren eta nanoteknologiaren egungo garapen-maila 1950eko hamarkadako informatika eta informazioaren teknologiaren antzekoa da. Alor honekin konprometitutako zientzialari gehienek aurreikusten dute nanoteknologiaren garapenak eragin zabala eta zabala izango duela teknologiaren alderdi askotan. Zientzialariek uste dute propietate bitxiak eta errendimendu berezia dituela, nano lur arraroen materialen propietate bitxiak eragiten dituzten konfinamendu efektu nagusiak gainazaleko efektu espezifikoa, tamaina txikiko efektua, interfaze efektua, gardentasun efektua, tunel efektua eta efektu kuantiko makroskopikoa dira. Efektu hauek nano sistemaren propietate fisikoak desberdintzen dituzte ohiko materialen argia, elektrizitatea, beroa eta magnetismoa, eta ezaugarri berri asko aurkezten dituzte. Etorkizunean, hiru norabide nagusi daude zientzialariek nanoteknologia ikertu eta garatzeko: prestaketa eta aplikazioa. errendimendu bikaina duten nanomaterialak; Hainbat nano gailu eta ekipamendu diseinatu eta prestatu; Nano-eskualdeen propietateak detektatu eta aztertzea. Gaur egun, nano lur arraroak aplikazio-ildo hauek ditu batez ere, eta etorkizunean bere aplikazioa gehiago garatu behar da.

Nanometro lantano oxidoa (La2O3)

Nanometroko lantano oxidoa material piezoelektrikoetan, material elektrotermikoetan, material termoelektrikoetan, magnetoresistentzian, material luminiszenteetan (hauts urdina), hidrogenoa biltegiratzeko materialetan, beira optikoan, laser-materialetan, hainbat aleazio-materialetan, produktu kimiko organikoak prestatzeko katalizatzaileetan eta neutralizatzeko katalizatzaileetan aplikatzen da. automobilen ihesa eta argi bihurketa nekazaritza-filmak ere nanometroko lantano oxidoari aplikatzen zaizkio.

Nanometro zerio oxidoa (CeO2)

Nano zerio oxidoaren erabilera nagusiak hauek dira: 1. Beirazko gehigarri gisa, nano zerio oxidoak izpi ultramoreak eta izpi infragorriak xurga ditzake, eta automobilen beirari aplikatu zaio. Izpi ultramoreak saihestu ez ezik, autoaren barruko tenperatura ere murrizten du, eta, horrela, elektrizitatea aurreztuko du aire girotzeko. 2. Nano cerio oxidoaren aplikazioak automobilen ihesak arazteko katalizatzailean eraginkortasunez saihes dezake automobilen ihes-gas kopuru handi bat airera isurtzea.3. Nano-zerio oxidoa pigmentuetan erabil daiteke plastikoak koloreztatzeko, eta estaldura, tinta eta paper industrietan ere erabil daiteke. 4. Leuntzeko materialetan nanozerio oxidoa aplikatzea siliziozko obleak eta zafiro kristal bakarreko substratuak leuntzeko doitasun handiko baldintza gisa onartu da.5. Horrez gain, nano zerio oxidoa hidrogenoa biltegiratzeko materialetan, material termoelektrikoetan, nano zerio oxidozko wolframio elektrodoetan, zeramikazko kondentsadoreetan, zeramika piezoelektrikoetan, nano zerio oxidoan silizio karburozko urratzaileetan, erregai-pilen lehengaietan, gasolina katalizatzaileetan, material magnetiko iraunkor batzuetan, aplika daiteke. hainbat aleazio altzairu eta burdina ez diren metalak, etab.

Nanometroa praseodimio oxidoa (Pr6O11)

Nanometroko praseodimio oxidoaren erabilera nagusiak hauek dira: 1. Eraikuntzako zeramika eta eguneroko erabilerako zeramika oso erabilia da. Zeramikazko glazearekin nahas daiteke koloretako glazea egiteko, eta azpiko pigmentu gisa ere erabil daiteke. Prestatutako pigmentua hori argia da, tonu puru eta dotorearekin. 2. Iman iraunkorrak fabrikatzeko erabiltzen da eta asko erabiltzen da hainbat gailu eta motor elektronikotan. 3. Petrolioaren cracking katalitikorako erabiltzen da. Katalisiaren jarduera, selektibitatea eta egonkortasuna hobetu daitezke. 4. Nano-praseodimio oxidoa leunketa urratzailerako ere erabil daiteke. Gainera, nanometroko praseodimio oxidoaren aplikazioa zuntz optikoaren arloan gero eta zabalagoa da.

Nanometro neodimio oxidoa (Nd2O3)

Nanometroko neodimio oxidoa merkatuan puntu beroa bihurtu da urte askotan lur arraroen arloan duen posizio paregabeagatik. Nano-neodimio oxidoa burdina ez diren materialei ere aplikatzen zaie.% 1,5 ~% 2,5 nano neodimio oxidoa gehitzea magnesio edo aluminio aleazioetan tenperatura altuko errendimendua, airearen estankotasuna eta korrosioarekiko erresistentzia hobetu ditzake, eta asko erabiltzen da aeroespazialean. abiaziorako materiala. Gainera, nano neodimio oxidoz dopatutako nano itrio aluminiozko granateak uhin laburreko laser izpiak sortzen ditu, industrian 10 mm-tik beherako lodiera duten material meheak soldatzeko eta ebakitzeko oso erabilia dena. Medikuntza aldetik, nano-Nd _ 2O _ 3-rekin dopatutako Nano-YAG laserra erabiltzen da zauri kirurgikoak kentzeko edo zauriak desinfektatzeko aizto kirurgikoen ordez. Nanometroko neodimio oxidoa beira eta zeramikazko materialak, kautxuzko produktuak eta gehigarriak koloreztatzeko ere erabiltzen da.

Samario oxidoaren nanopartikulak (Sm2O3)

Nano tamainako samario oxidoaren erabilera nagusiak hauek dira: nano tamainako samario oxidoa horia argia da, zeramikazko kondentsadore eta katalizatzaileei aplikatzen zaiena. Horrez gain, nano tamainako samario oxidoak propietate nuklearrak ditu, eta energia atomikoaren erreaktorearen egiturazko material, blindaje material eta kontrol material gisa erabil daiteke, fisio nuklearrak sortutako energia izugarria segurtasunez erabil dadin. Europio oxidoaren nanopartikulak (Eu2O3) fosforoetan erabiltzen dira gehienbat.Eu3+ fosforo gorriaren aktibatzaile gisa erabiltzen da, eta Eu2+ fosforo urdin gisa. Y0O3: Eu3+ fosforo onena da argi-eraginkortasunean, estalduraren egonkortasunean, berreskurapen-kostuan, etab., eta asko erabiltzen ari da argi-eraginkortasuna eta kontrastea hobetzen duelako. Duela gutxi, nano europio oxidoa igorpen estimulatuko fosforo gisa ere erabiltzen da X izpien diagnostiko mediko sistema berrirako. Nanoeuropio oxidoa koloretako lenteak eta iragazki optikoak fabrikatzeko ere erabil daiteke, burbuila magnetikoen biltegiratzeko gailuetarako, eta bere dohainak ere erakutsi ditzake. kontrol-materialak, blindaje-materialak eta erreaktore atomikoen egitura-materialak. Partikula fina gadolinio europio oxidoa (Y2O3:Eu3+) fosforo gorria lehengai gisa nano itrio oxidoa (Y2O3) eta nano europio oxidoa (Eu2O3) erabiliz prestatu zen. Lur arraroen fosforo trikoloreak prestatzeko erabiltzean, honakoa ikusi zen: (a) hauts berdearekin eta hauts urdinarekin ondo eta uniformeki nahas daitekeela; (b) Estalduraren errendimendu ona; (c) Hauts gorriaren partikulen tamaina txikia denez, azalera espezifikoa handitzen da eta partikula luminiszenteen kopurua handitzen denez, lur arraroen fosforo trikoloreetako hauts gorrien kantitatea murriztu daiteke, kostu txikiagoa eraginez.

Gadolinio oxidoaren nanopartikulak (Gd2O3)

Bere erabilera nagusiak honako hauek dira: 1. Bere ur-disolbagarria den konplexu paramagnetikoak giza gorputzaren NMR irudiaren seinalea hobetu dezake mediku tratamenduan. 2. Oinarrizko sufre oxidoa osziloskopioko hodiaren eta X izpien pantailaren matrize sare gisa erabil daiteke distira bereziarekin. 3. Nano-gadolinio oxidoa nano-gadolinio galio granatean burbuila magnetikoen memoriarako substratu bakar aproposa da. 4. Camot zikloaren mugarik ez dagoenean, hozte magnetiko solido gisa erabil daiteke. 5. Inhibitzaile gisa erabiltzen da zentral nuklearren kate-erreakzio-maila kontrolatzeko, erreakzio nuklearren segurtasuna bermatzeko. Horrez gain, nano-gadolinio oxidoa eta nano-lantano oxidoa erabiltzea lagungarria da bitrifikatzeko eskualdea aldatzeko eta beiraren egonkortasun termikoa hobetzeko. Nano gadolinio oxidoa kondentsadoreak eta X izpiak areagotzeko pantailak fabrikatzeko ere erabil daiteke. Gaur egun, mundua ahalegin handiak egiten ari da nanogadolinio oxidoaren eta bere aleazioen aplikazioa hozte magnetikoan garatzeko, eta aurrerapausoak eman ditu.

Terbio oxidoaren nanopartikulak (Tb4O7)

Aplikazio-eremu nagusiak hauek dira: 1. Fosforoak hauts berdearen aktibatzaile gisa erabiltzen dira fosforo trikoloreetan, hala nola nano terbio oxidoaren bidez aktibatutako fosfato-matrizea, nano terbio-oxidoaren bidez aktibatutako silikato-matrizea eta nano-terbio-oxidoaren bidez aktibatutako nano-zerio oxidoaren magnesio-aluminato-matrizea. oxidoa, guztiek argi berdea igortzen duten egoera kitzikatuan. 2. Biltegiratzeko material magnetooptikoak,Azken urteotan, nano-terbio oxidozko material magnetooptikoak ikertu eta garatu dira. Tb-Fe film amorfoz egindako disko magneto-optikoa ordenagailuaren biltegiratze elementu gisa erabiltzen da, eta biltegiratze ahalmena 10 ~ 15 aldiz handitu daiteke. 3. Beira magnetooptikoa, nanometro terbio oxidoa duen Faraday optikoki aktiboa den beira, biragailuak, isolatzaileak, anulatzaileak egiteko funtsezko materiala da eta laser teknologian oso erabilia. Nanometro terbio oxidoa nanometro disprosio oxidoa sonareetan erabiltzen da batez ere, eta oso zabalduta dago. eremu askotan erabiltzen da, hala nola, erregaiaren injekzio sistema, likido balbula kontrola, mikro-posizionamendua, eragingailu mekanikoa, hegazkinen espazio-teleskopioaren mekanismoa eta hegal-erregulatzailea.

Dy2O3 nanodisprosio oxidoa

Dy2O3 nanodisprosio oxidoaren erabilera nagusiak hauek dira:1. Nano-disprosio oxidoa fosforoaren aktibatzaile gisa erabiltzen da, eta nano-disprosio oxido tribalentea erdigune luminiszente bakarreko material luminiszente trikoloreen ioi aktibazio itxaropentsua da. Batez ere bi emisio-bandek osatzen dute, bata argi horia da, bestea argi urdina, eta nanodisprosio oxidoz dopatutako material luminiszenteak fosforo trikolore gisa erabil daitezke.2. Nanometro disprosio oxidoa beharrezkoa den metalezko lehengai bat da Terfenol aleazioa prestatzeko, aleazio magnetoestrictibo handiarekin nano-terbio oxidoa eta nano-disprosio oxidoa, mugimendu mekanikoaren jarduera zehatz batzuk gauza ditzaketenak. 3. Nanometro disprosio oxidoaren metala biltegiratze magneto-optikoko material gisa erabil daiteke, grabazio-abiadura eta irakurketa-sentsibilitatea handikoak. 4. Nano disprosio oxidoaren lanpara prestatzeko erabiltzen da. Nano disprosio oxidoaren lanparan erabiltzen den substantzia nano disprosio oxidoa da, distira handia, kolore ona, kolore tenperatura altua, tamaina txikia eta arku egonkorra abantailak dituena, eta izan da. filmetarako eta inprimatzeko argi-iturri gisa erabiltzen da. 5. Nanometro disprosio oxidoa neutroien energiaren espektroa neurtzeko edo neutroien xurgatzaile gisa erabiltzen da energia atomikoaren industrian, neutroiak harrapatzeko ebakidura-eremu handia duelako.

Ho2O3 nanometroa

Nano-holmio oxidoaren erabilera nagusiak hauek dira: 1. Metal halogenoen lanpararen gehigarri gisa, metal halogenoen lanpara gasa deskargatzeko lanpara mota bat da, presio handiko merkuriozko lanparan oinarrituta garatzen dena, eta bere ezaugarria da. bonbilla hainbat lur arraro halogenuroz beteta dagoela. Gaur egun, lur arraroen ioduroak erabiltzen dira batez ere, gasa isurtzean lerro espektral desberdinak igortzen dituztenak. Nano-holmio oxidoaren lanparan erabiltzen den lan-substantzia nano-holmio oxidoaren ioduroa da, arku-eremuan metal-atomo kontzentrazio handiagoa lor dezakeena, beraz. erradiazio-eraginkortasuna asko hobetuz. 2. Nanometro holmio oxidoa itrio burdinaren edo itrio aluminio granatearen gehigarri gisa erabil daiteke; 3. Nano-holmio oxidoa itrio-burdina aluminiozko granate gisa erabil daiteke (Ho:YAG), 2μm-ko laserra igor dezakeena, eta giza ehunen xurgapen-tasa 2μm-ko laserra handia da.Hd baino ia hiru magnitude-ordena handiagoa da: YAG0. Hori dela eta, Ho:YAG laser eragiketa medikoetarako erabiltzean, funtzionamenduaren eraginkortasuna eta zehaztasuna hobetzeaz gain, kalte termikoen eremua tamaina txikiagoan murrizten du. Nano holmio oxidoaren kristalak sortzen duen izpi askeak koipea desagerrarazi dezake gehiegizko berorik sortu gabe, eta, ondorioz, ehun osasuntsuek eragindako kalte termikoa murrizten da. Jakinarazten da Estatu Batuetako holmio oxido nanometroko laser bidez glaukomaren tratamenduak mina murrizten duela. kirurgia. 4. Terfenol-D aleazio magnetoestrictiboan, nano-tamainako holmio oxido kopuru txiki bat ere gehi daiteke aleazioaren saturazio magnetizatzeko beharrezkoa den kanpoko eremua murrizteko.5. Gainera, nano-holmio oxidoz dopatutako zuntz optikoa komunikazio gailu optikoak egiteko erabil daiteke, hala nola zuntz optikoko laserrak, zuntz optikoko anplifikadoreak, zuntz optikoko sentsoreak, etab. Gaur egungo zuntz optikoko komunikazio azkarrean paper garrantzitsuagoa izango du.

Nano Erbio (III) oxidoa

Erabilera nagusiak hauek dira:

1. Erbio (III) oxidoaren nanometroaren argi-igorpena 1550nm-tan garrantzi berezia du, uhin-luzera hori zehazki Zuntz optikoaren komunikazioaren zuntz optikoaren galera minimoa delako. 980 nm eta 1480 nm-ko argiak kitzikatu ondoren, nanometroko Erbio (III) oxido ioia 4115/2 oinarrizko egoeratik 4113/2 energia handiko egoerara igarotzen da. Energia handiko egoeran Er3 + oinarrizko egoerara itzultzen denean, 1550 nm-ko uhin-luzerako argia igortzen du. Kuartzozko zuntzak hainbat uhin-luzeratako argia transmititu dezake. Hala ere, atenuazio-tasa optiko desberdinak aldatu egiten dira, 1550nm-ko maiztasun-bandak atenuazio-tasarik baxuena duelarik (0,15 dezibelio kilometroko) kuartzo zuntz transmisioan, hau da, ia beheko muga-tasa. Hori dela eta, zuntz optikoko komunikazioa seinale-argi gisa erabiltzen denean 1550 nm-tan, argi-galera gutxitzen da. Modu honetan, nano Erbio (III) oxidoaren kontzentrazio egokia matrize egokian dopatzen bada, anplifikadoreak komunikazio-sistemako galera konpentsatu dezake laser-printzipioaren arabera. Hori dela eta, 1550nm-ko seinale optikoa anplifikatu behar duen telekomunikazio sarean, nano Erbio (III) oxidozko dopatutako zuntz anplifikadorea ezinbesteko gailu optikoa da. Gaur egun, nano Erbio (III) oxidoa dopatutako silize zuntz anplifikadorea merkaturatu da. Alferrikakoa den xurgapena saihesteko, zuntzetan nano Erbio (III) oxidoaren doping-kantitatea hamar edo ehunka ppm-koa dela jakinarazi da. Zuntz optikoaren komunikazioaren garapen azkarrak nano Erbio (III) oxidoaren aplikazio eremu berri bat irekiko du.

2. Erbio (III) oxido nanometroarekin dopatutako laser kristala eta bere 1730nm laserra eta 1550nm laser irteera seguruak dira giza begientzat, transmisio atmosferikoen errendimendu ona dute, gudu eremurako kea sartzeko gaitasun handia dute, konfidentzialtasun ona, ez dira errazak izatea. etsaiak detektatu, eta kontraste handia dute helburu militarrak argitzean. Laser telemetro eramangarri bat erabilera militarrerako egin da, gizakien begientzat segurua dena.

3. Nanometro Erbio (III) oxidoa beiran gehi daiteke lur arraroen beirazko laser materiala egiteko, hau da, irteerako pultsu-energia handiena eta gaur egun irteera-potentzia handiena duen laser-material solidoa.

4. Nanometro Erbio (III) oxidoa lur arraroen bihurketa laser materialen aktibazio ioi gisa ere erabil daiteke.

5. Nanometroa Erbio (III) oxidoa betaurrekoen eta kristalinoen dekolorizazioan eta koloreztatzen ere erabil daiteke.

Nanometro itrio oxidoa (Y2O3)

Nano itrio oxidoaren erabilera nagusiak hauek dira: 1. Altzairu eta burdina ez diren aleazioetarako gehigarriak. FeCr aleazioak normalean % 0,5 ~ % 4 nano itrio oxidoa dauka, eta horrek altzairu herdoilgaitz hauen oxidazio-erresistentzia eta harikortasuna areagotu ditzake MB26 aleazioan nanometriko itrio oxidoan aberatsa den lur arraro mistoen kantitate egokia gehitu ondoren, aleazioaren propietate integralak jakina ziren. hobetu zen atzo,Aluminiozko aleazio ertain eta sendo batzuk ordezka ditzake hegazkinen osagai tentsioetarako; Al-Zr aleazioan nano itrio oxidoaren lur arraroaren kopuru txiki bat gehitzeak aleazioaren eroankortasuna hobe dezake; Aleazioa Txinako alanbre fabrika gehienek hartu dute. Nano-itrio oxidoa kobre-aleazioari gehitu zitzaion eroankortasuna eta erresistentzia mekanikoa hobetzeko. 2. Silizio nitruroa zeramikazko materiala % 6 nano itrio oxidoa eta % 2 aluminioa dituena. Motorraren piezak garatzeko erabil daiteke. 3. Zulaketak, ebaketak, soldadurak eta beste prozesu mekaniko batzuk eskala handiko osagaietan egiten dira nano neodimio oxidozko aluminio granate laser izpi 400 watt-eko potentziarekin. 4. Y-Al granate kristal bakarrez osatutako mikroskopio elektronikoko pantailak fluoreszentzia distira handia du, argi sakabanatuaren xurgapen txikia eta tenperatura altuko erresistentzia ona eta higadura mekanikoaren erresistentzia.5. Nano itrio oxido handiko egitura aleazioa % 90 nano gadolinio oxidoa duen hegazkintzan eta dentsitate baxua eta urtze-puntu altua eskatzen duten beste batzuetan aplika daiteke. 6. % 90 nano itrio oxidoa duten tenperatura altuko protoi eroaleen materialak garrantzi handia dute hidrogeno disolbagarritasun handia behar duten erregai-pilak, zelula elektrolitikoak eta gas sentsoreak ekoizteko. Horrez gain, nano-itrio oxidoa tenperatura altuko ihinztadura erresistentea den material gisa, erreaktore atomikoaren erregaiaren diluitzaile gisa, iman iraunkorreko materialaren gehigarri gisa eta industria elektronikoan getter gisa ere erabiltzen da.

Aurrekoaz gain, nano lur arraroen oxidoak arropa materialetan ere erabil daitezke giza osasuna zaintzeko eta ingurumena babesteko. Egungo ikerketa-unitateetatik, guztiek norabide jakin batzuk dituzte: erradiazio ultramoreen aurkakoa; Airearen kutsadura eta erradiazio ultramoreak azaleko gaixotasunak eta azaleko minbiziak izateko joera du; Kutsaduraren prebentzioak zaildu egiten du kutsatzaileak arropetan itsastea; Epelaren aurkako mantentzearen norabidean ere aztertzen ari da. Larrua gogorra eta zahartzeko erraza denez, egun euritsuetan mildiua izateko joera izaten du. Larrua leundu daiteke lur arraroen nano zerio oxidoarekin zurituz, ez baita erraza zahartzen eta lizuntzen, eta janzteko erosoa da. Azken urteotan, nano-estaldura-materialak ere nano-materialen ikerketaren ardatza dira, eta ikerketa nagusia estaldura funtzionaletan oinarritzen da. Estatu Batuetan 80nm-ko Y2O3 infragorrien estaldura gisa erabil daiteke. Beroa islatzearen eraginkortasuna oso handia da. CeO2-k errefrakzio-indize handia eta egonkortasun handia ditu. Nano lur arraroen itrio oxidoa, nano lantano oxidoa eta nano zerio oxido hautsa estaldurari gehitzen zaizkionean, kanpoko hormak zahartzeari aurre egin diezaioke, kanpoko hormaren estaldura erraza baita zahartzen eta erortzen baita pintura eguzki-argiaren eta izpi ultramoreen eraginpean dagoelako. denbora luzez, eta izpi ultramoreei aurre egin diezaieke zerio oxidoa eta itrio oxidoa gehitu ondoren. Gainera, bere partikulen tamaina oso txikia da, eta nano cerio oxidoa ultramore xurgatzaile gisa erabiltzen da, plastikozko produktuen zahartzea saihesteko erabiliko dela irradiazio ultramorearen ondorioz, tankeak, automobilak, itsasontziak, olioa biltegiratzeko deposituak, etab., kanpoko kartel handiak hobekien babestu eta mildiua saihesteko. , hezetasuna eta kutsadura barruko hormetako estalduretarako. Partikulen tamaina txikia denez, hautsa ez da erraza horman itsatsi. Eta urarekin garbitu daiteke. Oraindik gehiago ikertu eta garatu beharreko nano lur arraroen oxidoen erabilera asko daude, eta bihotz-bihotzez espero dugu etorkizun distiratsuagoa izatea.