Gadolinium, elemen 64 dari tabel periodik.
Lanthanide dalam tabel periodik adalah keluarga besar, dan sifat kimianya sangat mirip satu sama lain, sehingga sulit untuk memisahkannya. Pada 1789, ahli kimia Finlandia John Gadolin memperoleh logam oksida dan menemukan oksida tanah jarang pertama -Yttrium (III) oksidaMelalui analisis, membuka sejarah penemuan elemen tanah jarang. Pada tahun 1880, ilmuwan Swedia Demeriak menemukan dua elemen baru, salah satunya kemudian dikonfirmasiSamarium, dan yang lainnya secara resmi diidentifikasi sebagai elemen baru, Gadolinium, setelah dimurnikan oleh ahli kimia Prancis Debuwa Bodeland.
Elemen gadolinium berasal dari bijih silikon beryllium gadolinium, yang murah, lembut dalam tekstur, bagus dalam daktilitas, magnetik pada suhu kamar, dan merupakan elemen tanah jarang yang relatif aktif. Ini relatif stabil di udara kering, tetapi kehilangan kilau dalam kelembaban, membentuk serpihan longgar dan mudah terlepas seperti oksida putih. Saat dibakar di udara, ia dapat menghasilkan oksida putih. Gadolinium bereaksi perlahan dengan air dan dapat larut dalam asam untuk membentuk garam yang tidak berwarna. Sifat kimianya sangat mirip dengan lantanida lainnya, tetapi sifat optik dan magnetiknya sedikit berbeda. Gadolinium adalah paramagnetisme pada suhu kamar dan feromagnetik setelah pendinginan. Karakteristiknya dapat digunakan untuk meningkatkan magnet permanen.
Menggunakan paramagnetisme gadolinium, agen gadolinium yang diproduksi telah menjadi agen kontras yang baik untuk NMR. Penelitian diri teknologi pencitraan resonansi magnetik nuklir telah dimulai, dan ada 6 hadiah Nobel yang terkait dengannya. Resonansi magnetik nuklir terutama disebabkan oleh gerakan spin inti atom, dan gerakan putaran nukleus atom yang berbeda bervariasi. Berdasarkan gelombang elektromagnetik yang dipancarkan oleh atenuasi yang berbeda di lingkungan struktural yang berbeda, posisi dan jenis inti atom yang membentuk objek ini dapat ditentukan, dan gambar struktural internal objek dapat ditarik. Di bawah aksi medan magnet, sinyal teknologi pencitraan resonansi magnetik nuklir berasal dari putaran inti atom tertentu, seperti inti hidrogen dalam air. Namun, inti yang mampu berputar ini dipanaskan di bidang RF resonansi magnetik, mirip dengan oven microwave, yang biasanya melemahkan sinyal teknologi pencitraan resonansi magnetik. Ion gadolinium tidak hanya memiliki momen magnetik putaran yang sangat kuat, yang membantu putaran nukleus atom, meningkatkan probabilitas pengakuan jaringan yang sakit, tetapi juga secara ajaib tetap dingin. Namun, gadolinium memiliki toksisitas tertentu, dan dalam pengobatan, ligan chelating digunakan untuk merangkum ion gadolinium untuk mencegah mereka memasuki jaringan manusia.
Gadolinium memiliki efek magnetocaloric yang kuat pada suhu kamar, dan suhunya bervariasi dengan intensitas medan magnet, yang memunculkan aplikasi yang menarik - pendingin magnetik. Selama proses pendinginan, karena orientasi dipol magnetik, bahan magnetik akan memanas di bawah medan magnet eksternal tertentu. Ketika medan magnet dihilangkan dan terisolasi, suhu material berkurang. Jenis pendinginan magnetik ini dapat mengurangi penggunaan refrigeran seperti Freon dan mendingin dengan cepat. Saat ini, dunia sedang mencoba mengembangkan penerapan gadolinium dan paduannya di bidang ini, dan menghasilkan pendingin magnetik yang kecil dan efisien. Di bawah penggunaan gadolinium, suhu ultra-rendah dapat dicapai, sehingga gadolinium juga dikenal sebagai "logam terdingin di dunia".
Gadolinium isotop GD-155 dan GD-157 memiliki penampang penyerapan neutron termal terbesar di antara semua isotop alami, dan dapat menggunakan sejumlah kecil gadolinium untuk mengontrol operasi normal reaktor nuklir. Dengan demikian, reaktor air ringan berbasis gadolinium dan batang kontrol gadolinium lahir, yang dapat meningkatkan keamanan reaktor nuklir sambil mengurangi biaya.
Gadolinium juga memiliki sifat optik yang sangat baik dan dapat digunakan untuk membuat isolator optik, mirip dengan dioda dalam sirkuit, juga dikenal sebagai dioda pemancar cahaya. Jenis dioda pemancar cahaya ini tidak hanya memungkinkan cahaya untuk dilewati dalam satu arah, tetapi juga menghalangi pantulan gema dalam serat optik, memastikan kemurnian transmisi sinyal optik dan meningkatkan efisiensi transmisi gelombang cahaya. Gadolinium Gallium Garnet adalah salah satu bahan substrat terbaik untuk membuat isolator optik.
Waktu posting: Jul-06-2023