Nanotehnologija je interdisciplinarno područje u nastajanju koje se postupno razvilo u kasnim 1980-im i ranim 1990-im. Zbog svog golemog potencijala za stvaranje novih proizvodnih procesa, materijala i proizvoda, potaknut će novu industrijsku revoluciju u novom stoljeću. Sadašnji stupanj razvoja nanoznanosti i nanotehnologije sličan je onom računalne i informacijske tehnologije 1950-ih. Većina znanstvenika posvećenih ovom području predviđa da će razvoj nanotehnologije imati širok i dubok utjecaj na mnoge aspekte tehnologije. Znanstvenici vjeruju da ima čudna svojstva i jedinstvena svojstva, a glavni ograničavajući učinci koji dovode do čudnih svojstava nanorijetka zemljamaterijali uključuju učinak specifične površine, učinak male veličine, učinak sučelja, učinak prozirnosti, učinak tuneliranja i makroskopski kvantni učinak. Ovi učinci čine fizička svojstva nano sustava drugačijima od konvencionalnih materijala, kao što su svjetlost, elektricitet, toplina i magnetizam, što rezultira mnogim novim značajkama. Postoje tri glavna smjera za buduće znanstvenike u istraživanju i razvoju nanotehnologije: priprema i primjena visokoučinkovitih nanomaterijala; Projektirati i pripremiti različite nano uređaje i opremu; Otkrijte i analizirajte svojstva nano regija. Trenutno postoje uglavnom neke upute za primjenu za nanorijetka zemljas, i buduće upotrebe nanorijetke zemljetreba dalje razvijati.
Nano lantanov oksidprimjenjuje se na piezoelektrične materijale, elektrotermalne materijale, termoelektrične materijale, magnetootporne materijale, luminescentne materijale (plavi prah), materijale za skladištenje vodika, optičko staklo, laserske materijale, razne legure, katalizatore za pripremu organskih kemijskih proizvoda i katalizatore za neutralizaciju ispušnih plinova automobila. Poljoprivredne folije za pretvorbu svjetlosti također se primjenjujunano lantanov oksid.
Glavne upotrebe odnano ceriauključuju: 1. Kao dodatak staklu,nano ceriamože apsorbirati ultraljubičaste i infracrvene zrake te se primjenjuje na automobilska stakla. Ne samo da može spriječiti ultraljubičasto zračenje, već također može smanjiti temperaturu u automobilu, čime se štedi električna energija za klima uređaj. 2. Primjenanano cerijev oksidu automobilskom pročišćavanju ispušnih plinova katalizatori mogu učinkovito spriječiti ispuštanje velike količine automobilskih ispušnih plinova u zrak. 3.Nano cerijev oksidmože se primijeniti na pigmente za bojanje plastike, a također se može koristiti u industrijama poput premaza, tinte i papira. 4. Primjenanano ceriau materijalima za poliranje naširoko je prepoznat kao zahtjev visoke preciznosti za poliranje silicijskih pločica i monokristalnih supstrata od safira. 5. Osim toga,nano ceriatakođer se može primijeniti na materijale za skladištenje vodika, termoelektrične materijale,nano ceriavolframove elektrode, keramički kondenzatori, piezoelektrična keramika,nano ceria silicijev karbidabrazive, sirovine za gorivne ćelije, benzinske katalizatore, određene materijale s trajnim magnetima, razne legure čelika i neželjezne metale.
NanometarPraseodimijev oksid (Pr6O11)
Glavne upotrebe odnano praseodimijev oksiduključuju: 1. Široko se koristi u građevinskoj keramici i dnevnoj keramici. Može se pomiješati s keramičkom glazurom kako bi se dobila glazura u boji ili se može koristiti samo kao pigment za podglazuru. Dobiveni pigment je svijetložut, čistog i elegantnog tona boje. 2. Koristi se za proizvodnju trajnih magneta, široko korištenih u raznim elektroničkim uređajima i motorima. 3. Koristi se za katalitičko krekiranje nafte, može poboljšati katalitičku aktivnost, selektivnost i stabilnost. 4.Nano praseodimijev oksidmože se koristiti i za abrazivno poliranje. Osim toga, korištenjenano praseodimijev oksidu području optičkih vlakana također postaje sve rašireniji.
Nanometarski neodimijev oksid (Nd2O3)
Nanometarski neodimijev oksidelement je postao vruća tema tržišne pozornosti dugi niz godina zbog svog jedinstvenog položaja urijetka zemljapolje.Nanometarski neodimijev oksidtakođer se primjenjuje na materijale od obojenih metala. Dodavanje 1,5% do 2,5%nano neodimijev oksidna legure magnezija ili aluminija može poboljšati performanse pri visokim temperaturama, hermetičnost i otpornost na koroziju legure, a naširoko se koristi kao materijal za zrakoplovstvo. Osim toga, nano itrij aluminijski granat dopiran sanano neodimijev okside generira kratkovalne laserske zrake, koje se široko koriste u industriji za zavarivanje i rezanje tankih materijala debljine manje od 10 mm. U medicinskoj praksi, nanoitrij aluminijgranatni laseri dopiraninano neodimijev oksidkoriste se umjesto kirurških noževa za uklanjanje kirurških ili dezinficiranih rana.Nano neodimijev oksidtakođer se koristi za bojanje staklenih i keramičkih materijala, kao i za gumene proizvode i aditive.
Glavne upotrebe odnanorazmjerni samarijev oksiduključuju njegovu svijetlo žutu boju, koja se koristi u keramičkim kondenzatorima i katalizatorima. Osim toga,nano samarijev oksidtakođer ima nuklearna svojstva i može se koristiti kao strukturni materijal, materijal za zaštitu i kontrolni materijal za atomske reaktore, omogućujući sigurno korištenje goleme energije proizvedene nuklearnom fisijom.
Nanosmjeraeuropijev oksid (Eu2O3)
Nanorazmjerni europijev oksiduglavnom se koristi u fluorescentnim prahovima. Eu3+ se koristi kao aktivator za crveni fosfor, a Eu2+ za plavi fosfor. Danas je Y0O3: Eu3+ najbolji fosfor za učinkovitost luminiscencije, stabilnost premaza i povrat troškova. Osim toga, s poboljšanjima u tehnologijama kao što je poboljšanje učinkovitosti luminiscencije i kontrasta, široko se koristi. Nedavno,nano europijev oksidje također korišten kao fosfor stimulirane emisije u novim medicinskim dijagnostičkim sustavima X-zraka. Nano europijev oksid također se može koristiti za proizvodnju obojenih leća i optičkih filtara, za uređaje za pohranu magnetskih mjehurića i u kontrolnim materijalima, materijalima za zaštitu i strukturnim materijalima atomskih reaktora. Crveni fluorescentni prah finih čestica gadolinij europijevog oksida (Y2O3Eu3+) pripremljen je pomoćunano itrijev oksid (Y2O3) inano europijev oksid (Eu2O3) kao sirovine. Prilikom pripremerijetka zemljatrobojni fluorescentni prah, utvrđeno je da: (a) se može dobro miješati sa zelenim prahom i plavim prahom; (b) Dobre performanse premaza; (c) Zbog male veličine čestica crvenog praha povećava se specifična površina i povećava se broj luminiscentnih čestica, što može smanjiti količinu crvenog praha koji se koristi urijetka zemljatrobojni fosfori, što rezultira smanjenjem troškova.
Nano gadolinijev oksid (Gd2O3)
Njegove glavne upotrebe uključuju: 1. Njegov paramagnetski kompleks topiv u vodi može poboljšati signal magnetske rezonancije (NMR) ljudskog tijela u medicinskim primjenama. 2. Osnovni sumporni oksidi mogu se koristiti kao matrične mreže za osciloskopske cijevi posebne svjetline i rendgenske fluorescentne zaslone. 3. Thenano gadolinijev oksid in nano gadolinijev oksidgalijev granat idealan je pojedinačni supstrat za magnetsko mjehurasto pamćenje. 4. Kada nema ograničenja Camot ciklusa, može se koristiti kao čvrsti magnetski rashladni medij. 5. Koristi se kao inhibitor za kontrolu razine lančane reakcije nuklearnih elektrana kako bi se osigurala sigurnost nuklearnih reakcija. Osim toga, korištenjenano gadolinijev oksida nano lantanov oksid zajedno pomaže promijeniti zonu staklenog prijelaza i poboljšati toplinsku stabilnost stakla.Nano gadolinijev oksidtakođer se može koristiti za proizvodnju kondenzatora i ekrana za pojačavanje X-zraka. Trenutno se diljem svijeta ulažu napori da se razvije primjenanano gadolinijev oksidi njegovih legura u magnetskom hlađenju, te su napravljeni prodori.
Nanometarterbijev oksid (Tb4O7)
Glavna područja primjene uključuju: 1. Fluorescentni prah se koristi kao aktivator za zeleni prah u tri primarne boje fluorescentnog praha, kao što je fosfatna matrica aktivirananano terbijev oksid, silikatna matrica aktivirana pomoćunano terbijev oksid, i nano cerij magnezijeva aluminatna matrica aktivirananano terbijev oksid, svi emitiraju zeleno svjetlo u pobuđenom stanju. 2. Posljednjih godina provode se istraživanja i razvojnano terbijev oksidbazirani magnetooptički materijali za magnetooptičku pohranu. Magneto-optički disk razvijen korištenjem Tb-Fe amorfnog tankog filma kao računalnog elementa za pohranu može povećati kapacitet pohrane za 10-15 puta. 3. Magneto optičko staklo, koje sadrži Faradayevo rotacijsko staklonano terbijev oksid, ključni je materijal koji se koristi u proizvodnji rotatora, izolatora i prstenova koji se široko koriste u laserskoj tehnologiji.Nano terbijev oksidi nano disprozijev željezni oksid uglavnom se koriste u sonarima i naširoko se koriste u raznim područjima, od sustava za ubrizgavanje goriva, kontrole ventila tekućine, mikro pozicioniranja do mehaničkih pokretača, mehanizama i regulatora krila za zrakoplove i svemirske teleskope.
Nano disprozijev oksid (Dy2O3)
Glavne upotrebe odnano disprozijev oksid (Dy2O3) nano disprozijev oksidsu: 1.Nano disprozijev oksidkoristi se kao aktivator fluorescentnog praha i trovalentannano disprozijev oksidobećavajući je aktivacijski ion za luminiscentni materijal s tri primarne boje s jednim luminiscentnim središtem. Uglavnom se sastoji od dvije trake emisije, jedna je emisija žute svjetlosti, a druga je emisija plave svjetlosti. Luminescentni materijal dopirannano disprozijev oksidmože se koristiti kao fluorescentni prah u tri osnovne boje. 2.Nano disprozijev oksidje neophodna metalna sirovina za pripremu velike magnetostrikcijske legurenano terbijev oksidnano disprozijeva legura željeznog oksida (Terfenol), koja može omogućiti postizanje nekih preciznih mehaničkih pokreta. 3.Nano disprozijev oksidmetal se može koristiti kao magneto-optički materijal za pohranu s velikom brzinom snimanja i osjetljivošću čitanja. 4. Koristi se za pripremunano disprozijev oksidlampe, radna tvar koja se koristi unano disprozijev oksidsvjetiljke jenano disprozijev oksid. Ova vrsta svjetiljke ima prednosti kao što su visoka svjetlina, dobra boja, visoka temperatura boje, mala veličina i stabilan luk. Korišten je kao izvor rasvjete za filmove, ispis i druge primjene osvjetljenja. 5. Zbog velike površine presjeka hvatanja neutrona odnano disprozijev oksid, koristi se u industriji atomske energije za mjerenje spektra neutrona ili kao apsorber neutrona.
Glavne upotrebe odnano holmijev oksiduključuju: 1. kao dodatak za metalhalogene žarulje. Metalhalogene žarulje vrsta su žarulje s izbojem plina razvijene na temelju visokotlačnih živinih žarulja, karakterizirane punjenjem žarulje raznimrijetka zemljahalogenidi. Trenutno je glavna upotrebarijetka zemljajodid, koji emitira različite spektralne boje tijekom plinskog pražnjenja. Radna tvar koja se koristi unano holmijev oksidlampa je jodirananano holmijev oksid, koji može postići visoku koncentraciju metalnih atoma u zoni luka, uvelike poboljšavajući učinkovitost zračenja. 2.Nano holmijev oksidmože se koristiti kao dodatak za itrijevo željezo iliitrij aluminijgranat; 3.Nano holmijev oksidmože se koristiti kao itrij željezo aluminij granat (Ho: YAG) za emitiranje 2 μM lasera, ljudsko tkivo na 2 μ Stopa apsorpcije m lasera je visoka, gotovo tri reda veličine veća od one za Hd: YAG0. Dakle, kada se koristi Ho:YAG laser za medicinsku kirurgiju, ne samo da se može poboljšati kirurška učinkovitost i točnost, već se i područje toplinskog oštećenja može smanjiti na manju veličinu. Slobodna zraka koju stvaranano holmijev oksidkristali mogu eliminirati masnoću bez stvaranja prekomjerne topline, čime se smanjuje toplinsko oštećenje zdravih tkiva. Zabilježeno je da je korištenjenano holmijev oksidlaseri u Sjedinjenim Državama za liječenje glaukoma mogu smanjiti bol pacijenata koji se podvrgavaju operaciji. 4. U magnetostriktivnoj leguri Terfenol D, mala količinanano holmijev oksidtakođer se može dodati kako bi se smanjilo vanjsko polje potrebno za magnetizaciju legure zasićenja. 5. Osim toga, optički komunikacijski uređaji kao što su laseri s vlaknima, pojačala s vlaknima i senzori s vlaknima mogu se izraditi pomoću vlakana dopiranih snano holmijev oksid, koji će danas igrati važniju ulogu u brzom razvoju optičkih komunikacija.
Glavne upotrebe odnano erbijev oksiduključuju: 1. Emisija svjetlosti Er3+ na 1550 nm ima poseban značaj, jer je ta valna duljina točno locirana na najnižem gubitku optičkih vlakana u komunikaciji optičkim vlaknima. Nakon pobuđivanja svjetlom na valnoj duljini od 980nm1480nm,nano erbijev oksidioni (Er3+) prelaze iz osnovnog stanja 4115/2 u visokoenergetsko stanje 4113/2 i emitiraju svjetlost valne duljine od 1550 nm kada Er3+ u visokoenergetskom stanju prijeđe natrag u osnovno stanje, kvarcna optička vlakna mogu prenositi različite valne duljine svjetlosti , ali stupanj optičkog prigušenja varira. Frekvencijski pojas svjetlosti od 1550 nm ima najnižu stopu optičke atenuacije (0,15 decibela po kilometru) u prijenosu kvarcnih optičkih vlakana, što je gotovo donja granica stope atenuacije. Stoga, kada se optička komunikacija koristi kao signalno svjetlo na 1550 nm, gubitak svjetla je minimaliziran. Na taj način, ako se postigne odgovarajuća koncentracijanano erbijev oksidje dopiran u odgovarajuću matricu, pojačalo može kompenzirati gubitke u komunikacijskim sustavima koji se temelje na principu lasera. Stoga, u telekomunikacijskim mrežama koje zahtijevaju pojačanje 1550nm optičkih signala,nano erbijev oksiddopirana vlaknasta pojačala bitni su optički uređaji. Trenutno,nano erbijev oksidkomercijalizirana su pojačala s vlaknima od silicijevog dioksida. Prema izvješćima, kako bi se izbjegla beskorisna apsorpcija, količina dopinga nano erbijevog oksida u optičkim vlaknima kreće se od desetaka do stotina ppm. Brzi razvoj optičkih komunikacija otvorit će nova polja za primjenunano erbijev oksid. 2. Osim toga, laserski kristali dopirani snano erbijev oksida njihovi izlazni laseri od 1730nm i 1550nm sigurni su za ljudske oči, s dobrim performansama atmosferskog prijenosa, snažnom sposobnošću prodiranja dima s bojnog polja, dobrom povjerljivošću i neprijatelji ih ne mogu lako otkriti. Kontrast zračenja na vojnim ciljevima je relativno velik, a prijenosni laserski daljinomjer za sigurnost ljudskog oka razvijen je za vojnu upotrebu. 3. Er3+ se može dodati staklu za izradurijetka zemljastakleni laserski materijali, koji je trenutno laserski materijal čvrstog stanja s najvećom izlaznom energijom impulsa i izlaznom snagom. 4. Er3+ se također može koristiti kao aktivacijski ion za laserske materijale za pretvorbu rijetkih zemalja. 5. Osim toga,nano erbijev oksidtakođer se može koristiti za dekolorizaciju i bojanje naočalnih leća i kristalnog stakla.
Nanometarski itrijev oksid (Y2O3)
Glavne upotrebe odnano itrijev oksidspadaju: 1. aditivi za čelik i legure obojenih metala. FeCr legure obično sadrže 0,5% do 4%nano itrijev oksid, koji može povećati otpornost na oksidaciju i duktilnost ovih nehrđajućih čelika; Nakon dodavanja odgovarajuće količine richnano itrijev oksidmješovitirijetka zemljado legure MB26, ukupna izvedba legure značajno je poboljšana i može zamijeniti neke aluminijske legure srednje čvrstoće za nosive komponente zrakoplova; Dodavanje male količine nano itrijaoksid rijetke zemljedo Al Zr legure može poboljšati vodljivost legure; Ovu je leguru usvojila većina domaćih tvornica žice; Dodavanjenano itrijev oksidbakrenim legurama poboljšava vodljivost i mehaničku čvrstoću. 2. Sadrži 6%nano itrijev oksidi aluminij 2% silicijev nitrid keramički materijal može se koristiti za razvoj komponenti motora. 3. Koristite 400 Wnano neodimijev oksidlaserska zraka od aluminijskog granata za mehaničku obradu kao što je bušenje, rezanje i zavarivanje velikih komponenti. 4. Fluorescentni zaslon elektronskog mikroskopa sastavljen od monokristalnih ploča Y-Al granata ima visoku svjetlinu fluorescencije, nisku apsorpciju raspršenog svjetla, dobru otpornost na visoke temperature i mehaničko trošenje. 5. visokonano itrijev oksidstrukturirane legure koje sadrže do 90%nano gadolinijev oksidmože se koristiti u zrakoplovstvu i drugim primjenama koje zahtijevaju nisku gustoću i visoko talište. 6. Visokotemperaturni protonski provodljivi materijali koji sadrže do 90%nano itrijev oksidod velike su važnosti za proizvodnju gorivih ćelija, elektrolitičkih ćelija i komponenata za senzor plina koje zahtijevaju visoku topljivost vodika. Osim toga,nano itrijev oksidtakođer se koristi kao materijal za raspršivanje pri visokim temperaturama, razrjeđivač goriva za atomske reaktore, aditiv za materijale s permanentnim magnetima i kao geter u elektroničkoj industriji.
Osim navedenog, nanooksidi rijetkih zemaljatakođer se može koristiti u materijalima za odjeću s učinkom na zdravlje ljudi i okoliš. Iz trenutne istraživačke jedinice svi imaju određeni smjer: otpornost na ultraljubičasto zračenje; Zagađenje zraka i ultraljubičasto zračenje skloni su kožnim bolestima i raku; Sprječavanje onečišćenja otežava lijepljenje zagađivača na odjeću; U tijeku su istraživanja i na području toplinske izolacije. Zbog tvrdoće i lakog starenja koža je najsklonija plijesni za kišnih dana. Uvlačenje s nanomcerijev oksid rijetke zemljemože učiniti kožu mekšom, manje sklonom starenju i plijesni te također vrlo ugodnom za nošenje. Materijali za nanoprevlake također su bili vruća tema u istraživanju nanomaterijala posljednjih godina, s glavnim fokusom na funkcionalne prevlake. Sjedinjene Države koriste 80nmY2O3kao infracrveni zaštitni premaz, koji ima visoku učinkovitost u odbijanju topline.CeO2ima visok indeks loma i visoku stabilnost. Kadanano itrijev oksid rijetke zemlje, nano lantanov oksid inano cerijev oksidpremazu se doda prah, vanjski zid može odoljeti starenju. Budući da je vanjski zidni premaz sklon starenju i otpadanju zbog izloženosti boje sunčevim ultraljubičastim zrakama i dugotrajne izloženosti vjetru i suncu, dodatakcerijev oksidiitrijev oksidmože odoljeti ultraljubičastom zračenju, a veličina njegovih čestica je vrlo mala.Nano cerijev oksidkoristi se kao apsorber ultraljubičastog zračenja, očekuje se da će se koristiti za sprječavanje starenja plastičnih proizvoda uslijed ultraljubičastog zračenja, kao i UV starenja spremnika, automobila, brodova, spremnika za skladištenje nafte itd., te da igra važnu ulogu na vanjskim velikim panoima
Najbolja zaštita je premaz za unutarnje zidove kako bi se spriječila pojava plijesni, vlage i onečišćenja, jer su njegove čestice vrlo male, što otežava lijepljenje prašine na zid i može se obrisati vodom. Još uvijek postoje mnoge upotrebe za nanooksidi rijetkih zemaljakojima su potrebna daljnja istraživanja i razvoj te se iskreno nadamo da će imati sjajniju budućnost.
Vrijeme objave: 3. studenog 2023