Nanoteknologi adalah bidang interdisipliner yang berkembang secara bertahap pada akhir tahun 1980an dan awal tahun 1990an. Karena potensinya yang sangat besar untuk menciptakan proses produksi, material, dan produk baru, maka akan memicu revolusi industri baru di abad baru. Tingkat perkembangan nanosains dan nanoteknologi saat ini serupa dengan tingkat perkembangan teknologi komputer dan informasi pada tahun 1950-an. Kebanyakan ilmuwan yang berkomitmen pada bidang ini mengantisipasi bahwa perkembangan nanoteknologi akan mempunyai dampak yang luas dan mendalam pada banyak aspek teknologi. Para ilmuwan percaya bahwa ia memiliki sifat aneh dan sifat unik, serta efek pembatas utama yang mengarah pada sifat aneh nanotanah jarangbahan meliputi efek permukaan spesifik, efek ukuran kecil, efek antarmuka, efek transparansi, efek terowongan, dan efek kuantum makroskopis. Efek ini membuat sifat fisik sistem nano berbeda dari material konvensional, seperti cahaya, listrik, panas, dan magnet, sehingga menghasilkan banyak fitur baru. Ada tiga arah utama bagi ilmuwan masa depan untuk meneliti dan mengembangkan nanoteknologi: persiapan dan penerapan bahan nano berkinerja tinggi; Merancang dan menyiapkan berbagai perangkat dan peralatan nano; Mendeteksi dan menganalisis properti wilayah nano. Saat ini, ada beberapa petunjuk penerapan nanotanah jarangs, dan penggunaan nano di masa depantanah jarangperlu dikembangkan lebih lanjut.
Nano lantanum oksidaditerapkan pada bahan piezoelektrik, bahan elektrotermal, bahan termoelektrik, bahan magnetoresistif, bahan luminescent (bubuk biru), bahan penyimpan hidrogen, kaca optik, bahan laser, berbagai bahan paduan, katalis untuk pembuatan produk kimia organik, dan katalis untuk menetralkan knalpot otomotif. Film pertanian konversi ringan juga diterapkannano lantanum oksida.
Kegunaan utama darinano ceriaantara lain: 1. Sebagai bahan tambahan gelas,nano ceriadapat menyerap sinar ultraviolet dan infra merah dan telah diaplikasikan pada kaca otomotif. Tidak hanya dapat mencegah radiasi sinar ultraviolet, tetapi juga dapat menurunkan suhu di dalam mobil sehingga menghemat listrik untuk AC. 2. Penerapannano cerium oksidadalam katalis pemurnian knalpot otomotif dapat secara efektif mencegah sejumlah besar gas buang otomotif dibuang ke udara. 3.Nano cerium oksidadapat diaplikasikan pada pigmen pada plastik berwarna dan juga dapat digunakan dalam industri seperti pelapis, tinta, dan kertas. 4. Penerapannano ceriadalam bahan pemoles telah dikenal luas sebagai persyaratan presisi tinggi untuk memoles wafer silikon dan substrat kristal tunggal safir. 5. Selain itu,nano ceriajuga dapat diterapkan pada bahan penyimpan hidrogen, bahan termoelektrik,nano ceriaelektroda tungsten, kapasitor keramik, keramik piezoelektrik,nano ceria silikon karbidabahan abrasif, bahan baku sel bahan bakar, katalis bensin, bahan magnet permanen tertentu, berbagai baja paduan, dan logam non-besi.
nanometerPraseodymium Oksida (Pr6O11)
Kegunaan utama darinano praseodymium oksidaantara lain: 1. Banyak digunakan pada keramik bangunan dan keramik sehari-hari. Dapat dicampur dengan glasir keramik untuk membuat glasir berwarna, atau dapat digunakan sebagai pigmen lapisan bawah saja. Pigmen yang dihasilkan berwarna kuning muda, dengan tone warna yang murni dan elegan. 2. Digunakan untuk pembuatan magnet permanen, banyak digunakan di berbagai perangkat elektronik dan motor. 3. Digunakan untuk perengkahan katalitik minyak bumi, dapat meningkatkan aktivitas katalitik, selektivitas, dan stabilitas. 4.Nano praseodymium oksidajuga dapat digunakan untuk pemolesan abrasif. Selain itu, penggunaannano praseodymium oksidadi bidang serat optik juga semakin meluas.
Nanometer neodymium oksida (Nd2O3)
Nanometer neodymium oksidaelemen telah menjadi topik hangat perhatian pasar selama bertahun-tahun karena posisinya yang unik di pasartanah jarangbidang.Nanometer neodymium oksidajuga diterapkan pada bahan logam non-ferrous. Menambahkan 1,5% menjadi 2,5%nano neodymium oksidauntuk paduan magnesium atau aluminium dapat meningkatkan kinerja suhu tinggi, kedap udara, dan ketahanan korosi dari paduan tersebut, dan banyak digunakan sebagai bahan luar angkasa. Selain itu, garnet aluminium nano yttrium diolahnano neodymium oksidae menghasilkan sinar laser gelombang pendek, yang banyak digunakan di industri untuk mengelas dan memotong bahan tipis dengan ketebalan kurang dari 10mm. Dalam praktik medis, nanoaluminium yttriumlaser garnet yang diolah dengannano neodymium oksidadigunakan sebagai pengganti pisau bedah untuk menghilangkan luka bedah atau mendisinfeksi.Nano neodymium oksidajuga digunakan untuk mewarnai bahan kaca dan keramik, serta untuk produk karet dan bahan tambahan.
Kegunaan utama darisamarium oksida skala nanotermasuk warna kuning mudanya, yang digunakan dalam kapasitor keramik dan katalis. Selain itu,nano samarium oksidajuga memiliki sifat nuklir dan dapat digunakan sebagai bahan struktural, bahan pelindung, dan bahan kontrol untuk reaktor atom, memungkinkan pemanfaatan energi besar yang dihasilkan oleh fisi nuklir secara aman.
Skala nanoeuropium oksida (Eu2O3)
Europium oksida skala nanosebagian besar digunakan dalam bubuk fluoresen. Eu3+ digunakan sebagai aktivator untuk fosfor merah, dan Eu2+ digunakan untuk fosfor biru. Saat ini, Y0O3: Eu3+ adalah fosfor terbaik untuk efisiensi pendaran, stabilitas lapisan, dan pemulihan biaya. Selain itu, dengan kemajuan teknologi seperti peningkatan efisiensi pendaran dan kontras, hal ini banyak digunakan. Baru-baru ini,nano europium oksidajuga telah digunakan sebagai fosfor emisi terstimulasi dalam sistem diagnostik medis sinar-X baru. Nano europium oksida juga dapat digunakan untuk memproduksi lensa berwarna dan filter optik, untuk perangkat penyimpanan gelembung magnetik, dan dalam bahan kontrol, bahan pelindung, dan bahan struktural reaktor atom. Partikel halus bubuk fluoresen merah gadolinium europium oksida (Y2O3Eu3+) dibuat menggunakannano yttrium oksida (Y2O3) Dannano europium oksida (Eu2O3) sebagai bahan baku. Saat mempersiapkantanah jarangbubuk fluoresen tiga warna, ditemukan bahwa: (a) dapat bercampur dengan baik dengan bubuk hijau dan bubuk biru; (b) Kinerja pelapisan yang baik; (c) Karena ukuran partikel bubuk merah yang kecil, luas permukaan spesifik meningkat, dan jumlah partikel luminescent meningkat, yang dapat mengurangi jumlah bubuk merah yang digunakan dalamtanah jarangfosfor tiga warna, sehingga mengurangi biaya.
Nano gadolinium oksida (Gd2O3)
Kegunaan utamanya meliputi: 1. Kompleks paramagnetiknya yang larut dalam air dapat meningkatkan sinyal pencitraan resonansi magnetik (NMR) tubuh manusia dalam aplikasi medis. 2. Oksida belerang basa dapat digunakan sebagai kisi matriks untuk tabung osiloskop kecerahan khusus dan layar fluoresensi sinar-X. 3. itunano gadolinium oksida in nano gadolinium oksidagallium garnet adalah substrat tunggal yang ideal untuk memori memori gelembung magnetik. 4. Jika tidak ada batasan siklus Camot, maka dapat digunakan sebagai media pendingin magnetik solid-state. 5. Digunakan sebagai penghambat untuk mengendalikan tingkat reaksi berantai pembangkit listrik tenaga nuklir untuk menjamin keamanan reaksi nuklir. Selain itu, penggunaannano gadolinium oksidadan nano lantanum oksida bersama-sama membantu mengubah zona transisi kaca dan meningkatkan stabilitas termal kaca.Nano gadolinium oksidajuga dapat digunakan untuk pembuatan kapasitor dan layar penguatan sinar-X. Upaya saat ini sedang dilakukan di seluruh dunia untuk mengembangkan penerapannano gadolinium oksidadan paduannya dalam pendinginan magnetik, dan terobosan telah dilakukan.
nanometerterbium oksida (Tb4O7)
Area aplikasi utama meliputi: 1. Bubuk fluoresen digunakan sebagai aktivator bubuk hijau dalam tiga bubuk fluoresen warna primer, seperti matriks fosfat yang diaktifkan olehnano terbium oksida, matriks silikat diaktifkan olehnano terbium oksida, dan matriks nano cerium magnesium aluminat yang diaktifkan olehnano terbium oksida, semuanya memancarkan lampu hijau dalam keadaan tereksitasi. 2. Dalam beberapa tahun terakhir, penelitian dan pengembangan telah dilakukannano terbium oksidabahan magneto-optik berbasis untuk penyimpanan magneto-optik. Cakram magneto-optik yang dikembangkan menggunakan film tipis amorf Tb-Fe sebagai elemen penyimpanan komputer dapat meningkatkan kapasitas penyimpanan sebesar 10-15 kali lipat. 3. Kaca optik magneto, mengandung kaca putar Faradaynano terbium oksida, adalah bahan utama yang digunakan dalam pembuatan rotator, isolator, dan ringer yang banyak digunakan dalam teknologi laser.Nano terbium oksidadan nano dysprosium iron oxide terutama digunakan dalam sonar dan telah banyak digunakan di berbagai bidang, mulai dari sistem injeksi bahan bakar, kontrol katup cair, penentuan posisi mikro hingga aktuator mekanis, mekanisme, dan pengatur sayap untuk pesawat terbang dan teleskop luar angkasa.
Nano disprosium oksida (Dy2O3)
Kegunaan utama darinano disprosium oksida (Dy2O3) nano disprosium oksidaadalah: 1.Nano disprosium oksidadigunakan sebagai aktivator bubuk fluoresen, dan trivalennano disprosium oksidaadalah ion aktivasi yang menjanjikan untuk satu pusat luminescent tiga bahan luminescent warna primer. Ini terutama terdiri dari dua pita emisi, satu adalah emisi cahaya kuning dan yang lainnya adalah emisi cahaya biru. Bahan luminescent diolah dengannano disprosium oksidadapat digunakan sebagai bubuk neon tiga warna primer. 2.Nano disprosium oksidaadalah bahan baku logam yang diperlukan untuk menyiapkan paduan magnetostriktif besarnano terbium oksidapaduan nano dysprosium iron oxide (Terfenol), yang memungkinkan tercapainya beberapa gerakan mekanis yang tepat. 3.Nano disprosium oksidalogam dapat digunakan sebagai bahan penyimpanan magneto-optik dengan kecepatan perekaman dan sensitivitas membaca yang tinggi. 4. Digunakan untuk persiapannano disprosium oksidalampu, zat kerja yang digunakannano disprosium oksidalampu adalahnano disprosium oksida. Lampu jenis ini memiliki kelebihan seperti kecerahan tinggi, warna bagus, temperatur warna tinggi, ukuran kecil, dan busur stabil. Ini telah digunakan sebagai sumber pencahayaan untuk film, percetakan, dan aplikasi pencahayaan lainnya. 5. Karena luas penampang penangkapan neutron yang besarnano disprosium oksida, digunakan dalam industri energi atom untuk mengukur spektrum neutron atau sebagai penyerap neutron.
Kegunaan utama darinano holmium oksidaantara lain : 1. sebagai bahan tambahan pada lampu metal halide. Lampu halida logam adalah jenis lampu pelepasan gas yang dikembangkan berdasarkan lampu merkuri bertekanan tinggi, yang ditandai dengan pengisian bohlam dengan berbagai macamtanah jaranghalida. Saat ini, kegunaan utamanya adalahtanah jarangiodida, yang memancarkan warna spektral berbeda selama pelepasan gas. Bahan kerja yang digunakan dalamnano holmium oksidalampu beryodiumnano holmium oksida, yang dapat mencapai konsentrasi atom logam yang tinggi di zona busur, sehingga sangat meningkatkan efisiensi radiasi. 2.Nano holmium oksidadapat digunakan sebagai bahan tambahan untuk besi yttrium ataualuminium yttriumgarnet; 3.Nano holmium oksidadapat digunakan sebagai garnet aluminium besi yttrium (Ho: YAG) untuk memancarkan laser 2 μM, jaringan manusia pada 2 μ Laju penyerapan laser m tinggi, hampir tiga kali lipat lebih tinggi daripada Hd: YAG0. Jadi ketika menggunakan laser Ho:YAG untuk pembedahan medis, efisiensi dan akurasi pembedahan tidak hanya dapat ditingkatkan, tetapi area kerusakan termal juga dapat dikurangi menjadi lebih kecil. Sinar bebas dihasilkan olehnano holmium oksidakristal dapat menghilangkan lemak tanpa menghasilkan panas berlebihan, sehingga mengurangi kerusakan termal pada jaringan sehat. Dilaporkan bahwa penggunaannano holmium oksidalaser di Amerika Serikat untuk mengobati glaukoma dapat mengurangi rasa sakit pasien yang menjalani operasi. 4. Dalam paduan magnetostriktif Terfenol D, sejumlah kecilnano holmium oksidajuga dapat ditambahkan untuk mengurangi medan eksternal yang diperlukan untuk magnetisasi saturasi paduan. 5. Selain itu, perangkat komunikasi optik seperti laser serat, penguat serat, dan sensor serat dapat dibuat menggunakan serat yang didoping dengannano holmium oksida, yang akan memainkan peran lebih penting dalam pesatnya perkembangan komunikasi serat optik saat ini.
Kegunaan utama darinano erbium oksidameliputi: 1. Emisi cahaya Er3+ pada 1550nm memiliki arti khusus, karena panjang gelombang ini terletak tepat pada kehilangan serat optik terendah dalam komunikasi serat optik. Setelah tereksitasi oleh cahaya pada panjang gelombang 980nm1480nm,nano erbium oksidaion (Er3+) bertransisi dari keadaan dasar 4115/2 ke keadaan energi tinggi 4113/2, dan memancarkan cahaya dengan panjang gelombang 1550nm ketika Er3+ dalam keadaan energi tinggi bertransisi kembali ke keadaan dasar, serat optik kuarsa dapat mentransmisikan berbagai panjang gelombang cahaya , tetapi tingkat atenuasi optik bervariasi. Pita frekuensi cahaya 1550nm memiliki tingkat redaman optik terendah (0,15 desibel per kilometer) dalam transmisi serat optik kuarsa, yang hampir merupakan batas bawah tingkat redaman. Oleh karena itu, ketika komunikasi serat optik digunakan sebagai cahaya sinyal pada 1550nm, kehilangan cahaya dapat diminimalkan. Dengan cara ini, jika konsentrasinya sesuainano erbium oksidadidoping ke dalam matriks yang sesuai, penguat dapat mengkompensasi kerugian dalam sistem komunikasi berdasarkan prinsip laser. Oleh karena itu, pada jaringan telekomunikasi yang memerlukan amplifikasi sinyal optik 1550nm,nano erbium oksidaamplifier serat yang didoping adalah perangkat optik yang penting. Saat ini,nano erbium oksidaamplifier serat silika yang didoping telah dikomersialkan. Menurut laporan, untuk menghindari penyerapan yang tidak berguna, jumlah doping nano erbium oksida dalam serat optik berkisar antara puluhan hingga ratusan ppm. Pesatnya perkembangan komunikasi serat optik akan membuka bidang baru untuk penerapannyanano erbium oksida. 2. Selain itu, kristal laser diolahnano erbium oksidadan laser keluaran 1730nm dan 1550nm aman untuk mata manusia, dengan kinerja transmisi atmosfer yang baik, kemampuan penetrasi yang kuat untuk asap medan perang, kerahasiaan yang baik, dan tidak mudah dideteksi oleh musuh. Kontras iradiasi terhadap sasaran militer relatif besar, dan pengintai laser portabel untuk keselamatan mata manusia telah dikembangkan untuk penggunaan militer. 3. Er3+ dapat ditambahkan ke gelas untuk membuatnyatanah jarangbahan laser kaca, yang saat ini merupakan bahan laser solid-state dengan energi pulsa keluaran dan daya keluaran tertinggi. 4. Er3+ juga dapat digunakan sebagai ion aktivasi untuk bahan laser konversi tanah jarang. 5. Selain itu,nano erbium oksidajuga dapat digunakan untuk dekolorisasi dan pewarnaan lensa kacamata dan kaca kristal.
Nanometer yttrium oksida (Y2O3)
Kegunaan utama darinano yttrium oksidameliputi: 1. bahan tambahan untuk baja dan paduan non-besi. Paduan FeCr biasanya mengandung 0,5% hingga 4%nano yttrium oksida, yang dapat meningkatkan ketahanan oksidasi dan keuletan baja tahan karat ini; Setelah menambahkan jumlah kaya yang sesuainano yttrium oksidacampur aduktanah jarangpada paduan MB26, kinerja keseluruhan paduan tersebut telah meningkat secara signifikan, dan dapat menggantikan beberapa paduan aluminium berkekuatan sedang untuk komponen penahan beban pesawat; Menambahkan sedikit nano yttriumoksida tanah jarangpada paduan Al Zr dapat meningkatkan konduktivitas paduan; Paduan ini telah diadopsi oleh sebagian besar pabrik kawat dalam negeri; Menambahkannano yttrium oksidadengan paduan tembaga meningkatkan konduktivitas dan kekuatan mekanik. 2. Mengandung 6%nano yttrium oksidadan bahan keramik silikon nitrida aluminium 2% dapat digunakan untuk mengembangkan komponen mesin. 3. Gunakan daya 400 wattnano neodymium oksidasinar laser aluminium garnet untuk melakukan pemrosesan mekanis seperti pengeboran, pemotongan, dan pengelasan pada komponen besar. 4. Layar fluoresen mikroskop elektron yang terdiri dari wafer kristal tunggal Y-Al garnet memiliki kecerahan fluoresensi yang tinggi, penyerapan cahaya yang tersebar rendah, ketahanan yang baik terhadap suhu tinggi dan keausan mekanis. 5. tingginano yttrium oksidapaduan terstruktur mengandung hingga 90%nano gadolinium oksidadapat digunakan dalam penerbangan dan aplikasi lain yang memerlukan kepadatan rendah dan titik leleh tinggi. 6. Bahan penghantar proton suhu tinggi mengandung hingga 90%nano yttrium oksidasangat penting untuk produksi sel bahan bakar, sel elektrolitik, dan komponen penginderaan gas yang memerlukan kelarutan hidrogen tinggi. Selain itu,nano yttrium oksidajuga digunakan sebagai bahan penyemprot suhu tinggi, pengencer bahan bakar reaktor atom, bahan tambahan magnet permanen, dan sebagai pengambil dalam industri elektronik.
Selain hal di atas, nanooksida tanah jarangjuga dapat digunakan dalam bahan pakaian dengan kinerja kesehatan manusia dan lingkungan. Dari unit penelitian saat ini, semuanya memiliki arah tertentu: ketahanan terhadap radiasi ultraviolet; Polusi udara dan radiasi ultraviolet rentan terhadap penyakit kulit dan kanker; Mencegah polusi mempersulit polutan menempel pada pakaian; Penelitian juga sedang dilakukan di bidang isolasi termal. Karena kekerasan dan mudahnya menua pada kulit, kulit paling rentan terhadap timbulnya noda jamur pada hari hujan. Melayang dengan nanocerium oksida tanah jarangdapat membuat kulit lebih lembut, tidak mudah menua dan berjamur, serta sangat nyaman dipakai. Bahan nanocoating juga telah menjadi topik hangat dalam penelitian bahan nano dalam beberapa tahun terakhir, dengan fokus utama pada pelapis fungsional. Amerika Serikat menggunakan 80nmY2O3sebagai lapisan pelindung inframerah, yang memiliki efisiensi tinggi dalam memantulkan panas.CeO2memiliki indeks bias tinggi dan stabilitas tinggi. Kapannano yttrium oksida tanah jarang, nano lantanum oksida dannano cerium oksidabubuk ditambahkan ke lapisan, dinding luar dapat menahan penuaan. Karena pelapis dinding luar rentan menua dan rontok akibat terkena sinar ultraviolet matahari serta paparan angin dan sinar matahari dalam jangka waktu yang lama, maka dilakukan penambahanserium oksidaDanyttrium oksidadapat menahan radiasi ultraviolet, dan ukuran partikelnya sangat kecil.Nano cerium oksidadigunakan sebagai penyerap ultraviolet, Diharapkan dapat digunakan untuk mencegah penuaan produk plastik akibat radiasi ultraviolet, serta penuaan UV pada tangki, mobil, kapal, tangki penyimpanan minyak, dll, dan berperan di papan reklame besar di luar ruangan
Perlindungan terbaik adalah pada pelapis dinding bagian dalam untuk mencegah jamur, kelembapan, dan polusi, karena ukuran partikelnya sangat kecil sehingga debu sulit menempel pada dinding dan dapat dibersihkan dengan air. Masih banyak kegunaan nanooksida tanah jarangyang memerlukan penelitian dan pengembangan lebih lanjut, dan kami sangat berharap masa depan ini akan lebih cemerlang.
Waktu posting: 03 November 2023