Rijetki nanomaterijali nanomaterijali rijetki elementi Zemlje imaju jedinstvenu elektroničku strukturu pod slojem 4F, veliki atomski magnetski trenutak, snažno spajanje spin orbite i druge karakteristike, što rezultira vrlo bogatim optičkim, električnim, magnetskim i drugim svojstvima. Oni su neophodni strateški materijali za zemlje širom svijeta za transformaciju tradicionalnih industrija i razvijanje visokotehnološke, a poznate su i kao "Kuća s blagom novih materijala".
Pored svojih primjena u tradicionalnim poljima kao što su metalurški strojevi, petrokemikalija, staklena keramika i svjetlosni tekstil,rijetke zemljetakođer su ključni potporni materijali u novim poljima kao što su čista energija, velika vozila, nova energetska vozila, rasvjeta poluvodiča i novi prikazi, usko povezani s ljudskim životom.
Nakon desetljeća razvoja, fokus istraživanja povezanih s rijetkim zemljama, odgovarajuće se pomaknulo s topljenja i odvajanja rijetkih zemalja visoke čistoće na visokotehnološke primjene rijetkih zemalja u magnetizmu, optici, električnoj energiji, skladištu energije, katalizi, biomedicini i drugim poljima. S jedne strane, u materijalnom sustavu postoji veći trend prema rijetkim kompozitnim materijalima; S druge strane, više je usredotočen na funkcionalne kristalne materijale niske dimenzije u smislu morfologije. Osobito s razvojem moderne nanoznanosti, kombinirajući efekte male veličine, kvantne učinke, površinske efekte i efekte nanomaterijala sučelja s jedinstvenim karakteristikama strukture elektroničkog sloja rijetkih zemaljskih elemenata, rijetki nanomaterijali Zemlje pokazuju mnoga nova svojstva različita od tradicionalnih materijala, maksimiziranjem izvrsnih proizvodnja materijala i dodatnih materijala u novim materijalima.
Trenutno su uglavnom sljedeći visoko obećavajući nanomaterijali rijetke Zemlje, naime rijetka zemlja nano luminescentni materijali, rijetka nano katalitički materijali, rijetka zemlja nano magnetski materijali,nano cerijski oksidUltraljubičasti oklopni materijali i drugi nano funkcionalni materijali.
No.1Rijetka zemlja nano luminescentni materijali
01. Rijetka organski-i-i-iorganski hibridni nanomaterijal
Kompozitni materijali kombiniraju različite funkcionalne jedinice na molekularnoj razini kako bi postigli komplementarne i optimizirane funkcije. Organski anorganski hibridni materijal ima funkcije organskih i anorganskih komponenti, pokazujući dobru mehaničku stabilnost, fleksibilnost, toplinsku stabilnost i izvrsnu obradu.
Rijetka zemljaKompleksi imaju mnoge prednosti, poput visoke čistoće boja, dugog života pobuđenog stanja, visokog kvantnog prinosa i bogatih linija spektra emisije. Široko se koriste u mnogim poljima, kao što su prikaz, optičko pojačanje valovoda, laseri čvrstog stanja, biomarker i anti-tvrtka. Međutim, niska fototermalna stabilnost i loša obrada rijetkih zemaljskih kompleksa ozbiljno ometaju njihovu primjenu i promociju. Kombinacija rijetkih zemaljskih kompleksa s anorganskim matricama s dobrim mehaničkim svojstvima i stabilnošću učinkovit je način za poboljšanje luminiscentnih svojstava rijetkih zemaljskih kompleksa.
Budući da je razvoj rijetke organskog anorganskog hibridnog materijala, njihovi razvojni trendovi pokazuju sljedeće karakteristike:
① Hibridni materijal dobiven metodom kemijskog dopinga ima stabilne aktivne komponente, visoku količinu dopinga i ujednačenu raspodjelu komponenti;
② Pretvaranje iz pojedinačnih funkcionalnih materijala u višenamjenske materijale, razvijajući višenamjenske materijale kako bi njihove primjene učinile opsežnijim;
③ Matrica je raznolika, od prvenstveno silicijevog dioksida do različitih supstrata kao što su titanijski dioksid, organski polimeri, gline i ionske tekućine.
02. Bijela vođena rijetka zemljana luminiscentni materijal
U usporedbi s postojećim tehnologijama rasvjete, proizvodi za rasvjetu poluvodiča, poput dioda koje emitiraju svjetlost (LED), imaju prednosti kao što su dugi radni vijek, niska potrošnja energije, visoka svjetlosna učinkovitost, bez žive, bez UV-a i stabilan rad. Smatraju se "izvorom svjetla četvrte generacije" nakon žarulje sa žarnom niti, fluorescentnih svjetiljki i lampica za pražnjenje plina visoke čvrstoće (HIDS).
Bijeli LED sastoji se od čipsa, supstrata, fosfora i vozača. Rijetka zemaljska fluorescentni prah igra ključnu ulogu u izvedbi bijelog LED -a. Posljednjih godina provedena je velika količina istraživačkih radova na fosforima bijelih LED i izvršena je izvrsnog napretka:
① Razvoj nove vrste fosfora pobuđenog Blue LED -om (460 m) proveo je istraživanje dopinga i modifikacije na Yao2CE (YAG: CE) koji se koriste u plavim LED čipovima za poboljšanje učinkovitosti svjetlosti i prikazivanja boja;
② Razvoj novih fluorescentnih prahova pobuđenih ultraljubičastom svjetlošću (400 m) ili ultraljubičastog svjetla (360 mm) sustavno je proučavao sastav, strukturu i spektralne karakteristike crveno i zeleno plave fluorescentne pudere, kao i različite omjere tri fluorescentne pudere s obzirom na bijelu LED u boji;
③ Daljnji rad provedeno je na osnovnim znanstvenim pitanjima u procesu pripreme fluorescentnog praha, poput utjecaja postupka pripreme na tok, kako bi se osigurala kvaliteta i stabilnost fluorescentnog praha.
Osim toga, LED LED bijelog svjetla uglavnom prihvaća miješani postupak pakiranja fluorescentnog praha i silikona. Zbog slabe toplinske vodljivosti fluorescentnog praha, uređaj će se zagrijavati zbog dugotrajnog radnog vremena, što će dovesti do starenja silikona i skraćivanja radnog vijeka uređaja. Ovaj je problem posebno ozbiljan kod LED-ova bijele svjetlosti velike snage. Daljinsko pakiranje je jedan od načina da se ovaj problem riješi pričvršćivanjem fluorescentnog praha na supstrat i odvajanjem od izvora plavog LED svjetla, smanjujući na taj način utjecaj topline stvorene čipom na luminescentne performanse fluorescentnog praha. Ako rijetka zemaljska fluorescentna keramika ima karakteristike visoke toplinske vodljivosti, visoke otpornosti na koroziju, visoku stabilnost i izvrsne optičke izlazne performanse, oni mogu bolje ispuniti zahtjeve za primjenom bijelog LED-a velike energije s visokom gustoćom energije. Mikro nano prah s visokom aktivnošću sinteriranja i visokom disperzijom postali su važan preduvjet za pripremu optičke funkcionalne keramike visoke prozirnosti rijetke zemlje s visokim optičkim izlaznim performansama.
03.Rare Zemlju Upconversion Lumininescentni nanomaterijali
Upconversion luminiscencija je posebna vrsta procesa luminiscencije karakterizirana apsorpcijom više niskoenergetskih fotona luminescentnim materijalima i stvaranjem visokoenergetske emisije fotona. U usporedbi s tradicionalnim organskim molekulama boje ili kvantnim točkicama, rijetka nanomaterijali u nadopuni Zemlje imaju mnoge prednosti kao što su veliki anti -stokes pomak, uski pojas emisije, dobra stabilnost, mala toksičnost, dubina visokog penetracije tkiva i niska spontanija fluorescentna interferencija. Imaju široke izglede za primjenu u biomedicinskom polju.
Posljednjih godina, rijetki nanomaterijali uzkonverzije Zemlje postigli su značajan napredak u sintezi, modifikaciji površine, površinskoj funkcionalizaciji i biomedicinskoj primjeni. Ljudi poboljšavaju performanse materijala luminiscencije optimiziranjem njihovog sastava, faznog stanja, veličine itd. U nanocjenjivi i kombinirajući strukturu jezgre/školjke kako bi se smanjio centar za gašenje luminescencije kako bi se povećala vjerojatnosti prijelaza. Kemijskim modifikacijama, uspostavite tehnologije s dobrom biokompatibilnošću za smanjenje toksičnosti i razvijajte metode snimanja za ubrzavanje luminescentnih živih stanica i in vivo; Razvijte učinkovite i sigurne metode biološkog spajanja temeljene na potrebama različitih primjena (stanice imunološke detekcije, in vivo fluorescentna slika, fotodinamička terapija, fototermalna terapija, lijekovi za otpuštanje s fotografijama itd.).
Ova studija ima ogromne potencijale primjene i ekonomske koristi i ima važan znanstveni značaj za razvoj nanomedicine, promicanje ljudskog zdravlja i društveni napredak.
Br.2 Rijetka nano magnetski materijali
Rijetki materijali za stalni magnet za zemlju prošli su kroz tri faze razvoja: SMCO5, SM2CO7 i ND2FE14B. Kao brzo ugašeni NDFEB magnetski prah za vezane trajne magnetne materijale, veličina zrna kreće se od 20 nm do 50 nm, što ga čini tipičnim nanokristalnim magnetnim materijalom rijetke zemlje.
Rijetka nanomagnetski materijali imaju karakteristike male veličine, strukture jednostruke domene i velike koercivnosti. Upotreba magnetskih materijala za snimanje može poboljšati omjer signal-šum i kvalitetu slike. Zbog svoje male veličine i velike pouzdanosti, njegova upotreba u mikro motornim sustavima važan je smjer za razvoj nove generacije zrakoplovnih, zrakoplovnih i morskih motora. Za magnetsku memoriju, magnetsku tekućinu, divovski materijali za otpornost magneta, performanse se mogu znatno poboljšati, što uređaji postaju visoki i minijaturizirani.
No.3Rijetka zemlja nanokatalitički materijali
Rijetki katalitički materijali uključuju gotovo sve katalitičke reakcije. Zbog površinskih efekata, efekata volumena i efekata kvantne veličine, rijetka nanotehnologija Zemlje sve je više privlačila pažnju. U mnogim se kemijskim reakcijama koriste rijetki katalizatori Zemlje. Ako se koriste rijetki nanokatalizatori Zemlje, katalitička aktivnost i učinkovitost bit će uvelike poboljšani.
Rijetki nanokatalizatori Zemlje obično se koriste u liječenju automobilskog ispucavanja i pročišćavanja nafte. Najčešće korišteni nanokatalitički materijali rijetke Zemlje suCEO2iLa2o3, koji se mogu koristiti kao katalizatori i promotori, kao i nosači katalizatora.
No.4Nano cerijski oksidmaterijal za ultraljubičastu zaštitu
Nano cerium oksid poznat je kao ultraljubičasto sredstvo treće generacije, s dobrim izolacijskim učinkom i visokom propusnošću. Kod kozmetike, nano ceria niska katalitička aktivnost mora se koristiti kao UV izolirajuće sredstvo. Stoga su tržišna pažnja i prepoznavanje ultraljubičastog oklopnih materijala nano cerium oksida. Kontinuirano poboljšanje integrirane integracije kruga zahtijeva nove materijale za izradu procesa integriranog kruga. Novi materijali imaju veće zahtjeve za poliranje tekućine, a poluvodički rijetki tekućina za poliranje zemlje trebaju ispuniti ovaj zahtjev, s bržom brzinom poliranja i manjim količinama poliranja. Nano rijetki materijali za poliranje zemlje imaju široko tržište.
Značajno povećanje vlasništva nad automobilima uzrokovalo je ozbiljno zagađenje zraka, a ugradnja katalizatora za pročišćavanje ispušnih plinova najučinkovitiji je način za kontrolu zagađenja ispušnih plinova. Nano Cerium cirkonijevi kompozitni oksidi igraju važnu ulogu u poboljšanju kvalitete pročišćavanja plina.
No.5 Ostali nano funkcionalni materijali
01. Rijetka nano keramički materijali
Nano keramički prah može značajno smanjiti temperaturu sinteriranja, što je 200 ℃ ~ 300 ℃ niže od one ne nano keramičkog praha s istim sastavom. Dodavanje nano CEO2 u keramiku može smanjiti temperaturu sinteriranja, inhibirati rast rešetke i poboljšati gustoću keramike. Dodavanje rijetkih zemaljskih elemenata poputY2o3, CEO2, or La2o3 to ZRO2može spriječiti transformaciju visokotemperaturne faze i umiješanost ZRO2 i dobiti ZRO2 fazne transformacije pooštrene keramičke strukturne materijale.
Elektronička keramika (elektronički senzori, PTC materijali, mikrovalni materijali, kondenzatori, termistori itd.) Pripremljeni korištenjem ultrafine ili nanoscale CEO2, Y2O3,Nd2O3, SM2O3, itd. Poboljšali su svojstva električnih, toplinskih i stabilnosti.
Dodavanje rijetkih fotokatalitičkih kompozitnih materijala koji se aktiviraju na zemlju u formulu glazure može pripremiti rijetku zemaljsku antibakterijsku keramiku.
02.Rare Earth nano tanki filmski materijali
S razvojem znanosti i tehnologije, zahtjevi za performanse za proizvode postaju sve strožiji, zahtijevaju ultra-fine, ultra tanke, ultra visoku gustoću i ultra punjenje proizvoda. Trenutno su razvijene tri glavne kategorije rijetkih nano filmova: rijetki nano filmovi, rijetki nano filmovi za rijetki zemaljski oksid i filmovi rijetkih nano legura. Rijetki nano filmovi također igraju važnu ulogu u informacijskoj industriji, katalizi, energiji, transportu i životnom medicini.
Zaključak
Kina je glavna zemlja u rijetkim zemljama. Razvoj i primjena rijetkih nanomaterijala Zemlje novi je način za učinkovito korištenje resursa rijetkih zemalja. Kako bi se proširio opseg primjene rijetke Zemlje i promovirao razvoj novih funkcionalnih materijala, u teoriji materijala trebao bi se uspostaviti novi teorijski sustav kako bi zadovoljio potrebe istraživanja na nanocjenjivi, čine da rijetki nanomaterijali Zemlje imaju bolje performanse i omogućavaju pojavu novih svojstava i funkcija mogućih.
Post Vrijeme: svibanj-29-2023