Gadolinium, unsur 64 dari tabel periodik.
Lantanida dalam tabel periodik merupakan satu keluarga besar, dan sifat kimianya sangat mirip satu sama lain, sehingga sulit untuk dipisahkan. Pada tahun 1789, ahli kimia Finlandia John Gadolin memperoleh oksida logam dan menemukan oksida tanah jarang pertama -Itrium(III) oksidamelalui analisis, membuka sejarah penemuan unsur tanah jarang. Pada tahun 1880, ilmuwan Swedia Demeriak menemukan dua unsur baru, salah satunya kemudian dikonfirmasi sebagai unsur tersebutsamarium, dan yang lainnya secara resmi diidentifikasi sebagai unsur baru, gadolinium, setelah dimurnikan oleh ahli kimia Perancis Debuwa Bodeland.
Unsur gadolinium berasal dari bijih silikon berilium gadolinium, harganya murah, teksturnya lembut, keuletannya bagus, bersifat magnetis pada suhu kamar, dan merupakan unsur tanah jarang yang relatif aktif. Ia relatif stabil di udara kering, tetapi kehilangan kilaunya dalam kelembapan, membentuk serpihan yang lepas dan mudah terlepas seperti oksida putih. Ketika dibakar di udara, dapat menghasilkan oksida putih. Gadolinium bereaksi lambat dengan air dan dapat larut dalam asam membentuk garam tidak berwarna. Sifat kimianya sangat mirip dengan Lantanida lainnya, namun sifat optik dan magnetiknya sedikit berbeda. Gadolinium bersifat Paramagnetik pada suhu kamar dan bersifat feromagnetik setelah pendinginan. Karakteristiknya dapat digunakan untuk memperbaiki magnet permanen.
Menggunakan Paramagnetisme gadolinium, zat gadolinium yang dihasilkan telah menjadi zat kontras yang baik untuk NMR. Penelitian mandiri terhadap teknologi pencitraan resonansi magnetik nuklir telah dimulai, dan telah ada 6 Hadiah Nobel terkait dengannya. Resonansi magnet nuklir terutama disebabkan oleh gerak putaran inti atom, dan gerak putaran inti atom yang berbeda bervariasi. Berdasarkan gelombang elektromagnetik yang dipancarkan oleh redaman berbeda di lingkungan struktural yang berbeda, posisi dan jenis inti atom yang menyusun suatu benda dapat ditentukan, dan gambaran struktur internal benda tersebut dapat digambarkan. Di bawah pengaruh 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 dalam medan resonansi magnetik RF, mirip dengan oven microwave, yang biasanya melemahkan sinyal teknologi pencitraan resonansi magnetik. Ion gadolinium tidak hanya memiliki momen magnet Putar yang sangat kuat, yang membantu putaran inti atom, meningkatkan kemungkinan pengenalan jaringan yang sakit, namun juga secara ajaib menjaga suhu tetap dingin. Namun, gadolinium memiliki toksisitas tertentu, dan dalam pengobatan, ligan pengkhelat digunakan untuk merangkum ion gadolinium guna mencegahnya memasuki jaringan manusia.
Gadolinium memiliki efek magnetocaloric yang kuat pada suhu kamar, dan suhunya bervariasi dengan intensitas medan magnet, sehingga memunculkan aplikasi menarik - pendinginan magnetik. Selama proses pendinginan, karena orientasi dipol magnet, bahan magnet akan memanas di bawah medan magnet luar tertentu. Ketika medan magnet dihilangkan dan diisolasi, suhu material menurun. Pendinginan magnetik semacam ini dapat mengurangi penggunaan zat pendingin seperti Freon dan mendinginkan dengan cepat. Saat ini, dunia sedang mencoba mengembangkan penerapan gadolinium dan paduannya di bidang ini, dan menghasilkan pendingin magnet yang kecil dan efisien. Dengan penggunaan gadolinium, suhu sangat rendah dapat dicapai, sehingga gadolinium juga dikenal sebagai "logam terdingin di dunia".
Isotop Gadolinium Gd-155 dan Gd-157 memiliki penampang Penyerapan neutron termal terbesar di antara semua isotop Alam, dan dapat menggunakan sejumlah kecil gadolinium untuk mengontrol pengoperasian normal reaktor nuklir. Oleh karena itu, lahirlah reaktor air ringan berbasis gadolinium dan batang kendali gadolinium, yang dapat meningkatkan keselamatan reaktor nuklir sekaligus mengurangi biaya.
Gadolinium juga memiliki sifat optik yang sangat baik dan dapat digunakan untuk membuat isolator optik, mirip dengan dioda pada rangkaian, juga dikenal sebagai dioda pemancar cahaya. Jenis dioda pemancar cahaya ini tidak hanya memungkinkan cahaya lewat dalam satu arah, tetapi juga memblokir pantulan gema pada serat optik, memastikan kemurnian transmisi sinyal optik dan meningkatkan efisiensi transmisi gelombang cahaya. Gadolinium gallium garnet merupakan salah satu bahan substrat terbaik untuk pembuatan isolator optik.
Waktu posting: 06-Juli-2023