La nanotecnologia è un campo interdisciplinare emergente che si è sviluppato gradualmente tra la fine degli anni ’80 e l’inizio degli anni ’90. Grazie al suo enorme potenziale nel creare nuovi processi produttivi, materiali e prodotti, scatenerà una nuova rivoluzione industriale nel nuovo secolo. L’attuale livello di sviluppo delle nanoscienze e delle nanotecnologie è simile a quello dei computer e dell’informatica negli anni ’50. La maggior parte degli scienziati impegnati in questo campo prevede che lo sviluppo della nanotecnologia avrà un impatto ampio e profondo su molti aspetti della tecnologia. Gli scienziati ritengono che abbia proprietà strane e proprietà uniche, nonché i principali effetti limitanti che portano alle strane proprietà del nanoterre rarei materiali includono effetti superficiali specifici, effetti di piccole dimensioni, effetti di interfaccia, effetti di trasparenza, effetti di tunneling ed effetti quantistici macroscopici. Questi effetti rendono le proprietà fisiche dei nanosistemi diverse dai materiali convenzionali, come luce, elettricità, calore e magnetismo, determinando molte nuove caratteristiche. Ci sono tre direzioni principali in cui i futuri scienziati possono ricercare e sviluppare la nanotecnologia: la preparazione e l'applicazione di nanomateriali ad alte prestazioni; Progettare e preparare vari dispositivi e apparecchiature nano; Rileva e analizza le proprietà delle nanoregioni. Attualmente esistono principalmente alcune direzioni applicative per il nanoterre rares e gli usi futuri del nanoterre rarenecessitano di essere ulteriormente sviluppati.
Nanoossido di lantanio (La2O3)
Nanoossido di lantaniosi applica a materiali piezoelettrici, materiali elettrotermici, materiali termoelettrici, materiali magnetoresistivi, materiali luminescenti (polvere blu), materiali per lo stoccaggio dell'idrogeno, vetro ottico, materiali laser, vari materiali in lega, catalizzatori per la preparazione di prodotti chimici organici e catalizzatori per neutralizzare gli scarichi automobilistici. Vengono applicate anche pellicole agricole per la conversione della lucenanoossido di lantanio.
I principali usi dinanoceriaincludono: 1. Come additivo per il vetro,nanoceriapuò assorbire i raggi ultravioletti e infrarossi ed è stato applicato al vetro delle automobili. Non solo può prevenire le radiazioni ultraviolette, ma può anche ridurre la temperatura all'interno dell'auto, risparmiando così elettricità per l'aria condizionata. 2. L'applicazione dell'artnanoossido di cerionei catalizzatori per la purificazione degli scarichi automobilistici possono impedire efficacemente che una grande quantità di gas di scarico automobilistici venga scaricata nell'aria. 3.Nanoossido di ceriopuò essere applicato ai pigmenti per colorare la plastica e può essere utilizzato anche in settori quali rivestimenti, inchiostri e carta. 4. L'applicazione delnanocerianella lucidatura dei materiali è stato ampiamente riconosciuto come un requisito di alta precisione per la lucidatura di wafer di silicio e substrati monocristallini di zaffiro. 5. Inoltre,nanoceriapuò essere applicato anche a materiali per lo stoccaggio dell'idrogeno, materiali termoelettrici,nanoceriaelettrodi di tungsteno, condensatori ceramici, ceramiche piezoelettriche,nanoceria carburo di silicioabrasivi, materie prime per celle a combustibile, catalizzatori per benzina, alcuni materiali a magneti permanenti, vari acciai legati e metalli non ferrosi.
NanometroOssido di praseodimio (Pr6O11)
I principali usi dinanoossido di praseodimioincludono: 1. È ampiamente usato nella costruzione di ceramiche e ceramiche quotidiane. Può essere miscelato con lo smalto ceramico per creare uno smalto colorato o può essere utilizzato da solo come pigmento sottosmalto. Il pigmento prodotto è di colore giallo chiaro, con una tonalità di colore pura ed elegante. 2. Utilizzato per la produzione di magneti permanenti, ampiamente utilizzato in vari dispositivi elettronici e motori. 3. Utilizzato per il cracking catalitico del petrolio, può migliorare l'attività catalitica, la selettività e la stabilità. 4.Nano ossido di praseodimiopuò essere utilizzato anche per la lucidatura abrasiva. Inoltre, l'uso dinanoossido di praseodimioanche nel campo delle fibre ottiche sta diventando sempre più diffuso.
Ossido di neodimio nanometrico (Nd2O3)
Ossido di neodimio nanometricoelemento è diventato per molti anni un tema caldo di attenzione del mercato grazie alla sua posizione unica nel settoreterre rarecampo.Ossido di neodimio nanometricosi applica anche ai materiali metallici non ferrosi. Aggiunta dall'1,5% al 2,5%nanoossido di neodimioalle leghe di magnesio o alluminio può migliorare le prestazioni alle alte temperature, l'ermeticità e la resistenza alla corrosione della lega ed è ampiamente utilizzato come materiale aerospaziale. Inoltre, nano granato di ittrio e alluminio drogato connanoossido di neodimioe genera raggi laser a onde corte, ampiamente utilizzati nell'industria per la saldatura e il taglio di materiali sottili con uno spessore inferiore a 10 mm. Nella pratica medica, nanoalluminio ittriolaser a granato drogati connanoossido di neodimiovengono utilizzati al posto dei bisturi chirurgici per rimuovere ferite chirurgiche o disinfettare.Nano ossido di neodimioviene utilizzato anche per la colorazione di materiali vetrosi e ceramici, nonché per prodotti in gomma e additivi.
Nano ossido di samario (Sm2O3)
I principali usi diOssido di samario su scala nanometricaincludere il suo colore giallo chiaro, che viene utilizzato nei condensatori e nei catalizzatori ceramici. Inoltre,nano ossido di samarioha anche proprietà nucleari e può essere utilizzato come materiale strutturale, materiale di schermatura e materiale di controllo per reattori atomici, consentendo l'utilizzo sicuro dell'enorme energia generata dalla fissione nucleare.
Nanoscalaossido di europio (Eu2O3)
Ossido di europio su nanoscalaè utilizzato principalmente nelle polveri fluorescenti. Eu3+ viene utilizzato come attivatore per i fosfori rossi e Eu2+ viene utilizzato per i fosfori blu. Al giorno d'oggi, Y0O3: Eu3+ è il miglior fosforo per efficienza di luminescenza, stabilità del rivestimento e recupero dei costi. Inoltre, con miglioramenti nelle tecnologie come il miglioramento dell’efficienza della luminescenza e del contrasto, viene ampiamente utilizzato. Recentemente,nanoossido di europioè stato utilizzato anche come fosforo ad emissione stimolata nei nuovi sistemi diagnostici medici a raggi X. Il nano ossido di europio può essere utilizzato anche per produrre lenti colorate e filtri ottici, per dispositivi di immagazzinamento di bolle magnetiche e in materiali di controllo, materiali di schermatura e materiali strutturali di reattori atomici. È stata preparata una polvere fluorescente rossa di ossido di europio di gadolinio a particelle fini (Y2O3Eu3+).nanoossido di ittrio (Y2O3) Enanoossido di europio (Eu2O3) come materie prime. Durante la preparazioneterre rarepolvere fluorescente tricolore, si è scoperto che: (a) può mescolarsi bene con polvere verde e polvere blu; (b) Buone prestazioni di rivestimento; (c) A causa della piccola dimensione delle particelle di polvere rossa, l'area superficiale specifica aumenta e il numero di particelle luminescenti aumenta, il che può ridurre la quantità di polvere rossa utilizzata interre rarefosfori tricolori, con conseguente diminuzione dei costi.
Nano ossido di gadolinio (Gd2O3)
I suoi usi principali includono: 1. Il suo complesso paramagnetico idrosolubile può migliorare il segnale di imaging della risonanza magnetica (NMR) del corpo umano nelle applicazioni mediche. 2. Gli ossidi di zolfo di base possono essere utilizzati come griglie di matrice per tubi di oscilloscopi a luminosità speciale e schermi per fluorescenza a raggi X. 3. Ilnano ossido di gadolinio in nano ossido di gadolinioIl granato di gallio è un substrato singolo ideale per la memoria a bolle magnetiche. 4. Quando non vi è alcuna limitazione del ciclo Camot, può essere utilizzato come mezzo di raffreddamento magnetico a stato solido. 5. Utilizzato come inibitore per controllare il livello di reazione a catena delle centrali nucleari per garantire la sicurezza delle reazioni nucleari. Inoltre, l'uso dinano ossido di gadolinioe l'ossido di nano lantanio insieme aiutano a modificare la zona di transizione vetrosa e a migliorare la stabilità termica del vetro.Nano ossido di gadoliniopuò essere utilizzato anche per la produzione di condensatori e schermi di intensificazione dei raggi X. Attualmente sono in corso sforzi in tutto il mondo per sviluppare l'applicazione dinano ossido di gadolinioe le sue leghe nel raffreddamento magnetico e sono stati fatti passi avanti.
Nanometroossido di terbio (Tb4O7)
Le principali aree di applicazione includono: 1. La polvere fluorescente viene utilizzata come attivatore per la polvere verde in tre polveri fluorescenti di colore primario, come la matrice fosfatica attivata daossido di nanoterbio, matrice di silicati attivata daossido di nanoterbioe matrice di alluminato di magnesio nano cerio attivata daossido di nanoterbio, tutti emettono luce verde nello stato eccitato. 2. Negli ultimi anni sono state condotte attività di ricerca e sviluppoossido di nanoterbiomateriali magneto-ottici per la memorizzazione magneto-ottica. Un disco magneto-ottico sviluppato utilizzando un film sottile amorfo di Tb-Fe come elemento di archiviazione del computer può aumentare la capacità di archiviazione di 10-15 volte. 3. Vetro ottico magnete, vetro rotatorio di Faraday contenenteossido di nanoterbio, è un materiale chiave utilizzato nella produzione di rotatori, isolatori e suonerie ampiamente utilizzati nella tecnologia laser.Ossido di nanoterbioe l'ossido di ferro nanodisprosio sono stati utilizzati principalmente nel sonar e sono stati ampiamente utilizzati in vari campi, dai sistemi di iniezione del carburante, al controllo delle valvole dei liquidi, al microposizionamento fino agli attuatori meccanici, ai meccanismi e ai regolatori alari per aerei e telescopi spaziali.
Nano ossido di disprosio (Dy2O3)
I principali usi dinanoossido di disprosio (Dy2O3) nanoossido di disprosiosono: 1.Nano ossido di disprosioviene utilizzato come attivatore di polvere fluorescente e trivalentenanoossido di disprosioè uno ione di attivazione promettente per un materiale luminescente a tre colori primari con centro luminescente singolo. È composto principalmente da due bande di emissione, una è l'emissione di luce gialla e l'altra è l'emissione di luce blu. Il materiale luminescente drogato connanoossido di disprosiopuò essere utilizzato come polvere fluorescente a tre colori primari. 2.Nano ossido di disprosioè una materia prima metallica necessaria per la preparazione di grandi leghe magnetostrittiveossido di nanoterbiolega di nanodisprosio di ossido di ferro (Terfenolo), che può consentire di ottenere movimenti meccanici precisi. 3.Nano ossido di disprosioil metallo può essere utilizzato come materiale di memorizzazione magneto-ottico con elevata velocità di registrazione e sensibilità di lettura. 4. Utilizzato per la preparazione dinanoossido di disprosiolampade, la sostanza di lavoro utilizzatananoossido di disprosiolampade ènanoossido di disprosio. Questo tipo di lampada presenta vantaggi quali elevata luminosità, buon colore, elevata temperatura di colore, dimensioni ridotte e arco stabile. È stato utilizzato come fonte di illuminazione per film, stampa e altre applicazioni di illuminazione. 5. A causa dell'ampia area della sezione trasversale di cattura dei neutroninanoossido di disprosio, viene utilizzato nell'industria dell'energia atomica per misurare gli spettri di neutroni o come assorbitore di neutroni.
I principali usi dinanoossido di olmiocomprendono: 1. come additivo per lampade ad alogenuri metallici. Le lampade ad alogenuri metallici sono un tipo di lampada a scarica di gas sviluppata sulla base di lampade al mercurio ad alta pressione, caratterizzate dal riempimento del bulbo con variterre rarealogenuri. Attualmente, l'uso principale èterre rareioduro, che emette diversi colori spettrali durante la scarica del gas. La sostanza di lavoro utilizzata nelnanoossido di olmiola lampada è iodatananoossido di olmio, che può raggiungere un'elevata concentrazione di atomi metallici nella zona dell'arco, migliorando notevolmente l'efficienza della radiazione. 2.Nano ossido di olmiopuò essere utilizzato come additivo per il ferro ittrio oalluminio ittriogranato; 3.Nano ossido di olmiopuò essere utilizzato come granato di ittrio ferro alluminio (Ho: YAG) per emettere laser da 2 μ M, tessuto umano su 2 μ Il tasso di assorbimento del laser m è elevato, quasi tre ordini di grandezza superiore a quello di Hd: YAG0. Pertanto, quando si utilizza il laser Ho: YAG per la chirurgia medica, non solo è possibile migliorare l'efficienza e la precisione chirurgica, ma anche l'area del danno termico può essere ridotta a dimensioni più piccole. Il raggio libero generato dananoossido di olmioi cristalli possono eliminare il grasso senza generare calore eccessivo, riducendo così il danno termico ai tessuti sani. È stato riferito che l'uso dinanoossido di olmioi laser negli Stati Uniti per il trattamento del glaucoma possono ridurre il dolore dei pazienti sottoposti a intervento chirurgico. 4. Nella lega magnetostrittiva Terfenol D, una piccola quantità dinanoossido di olmiopuò anche essere aggiunto per ridurre il campo esterno necessario per la magnetizzazione di saturazione della lega. 5. Inoltre, i dispositivi di comunicazione ottica come laser a fibra, amplificatori a fibra e sensori a fibra possono essere realizzati utilizzando fibre drogate connanoossido di olmio, che giocherà un ruolo più importante nel rapido sviluppo della comunicazione in fibra ottica oggi.
I principali usi dinanoossido di erbioincludono: 1. L'emissione luminosa di Er3+ a 1550 nm ha un significato speciale, poiché questa lunghezza d'onda si trova esattamente nel punto di perdita più bassa delle fibre ottiche nella comunicazione in fibra ottica. Dopo essere stato eccitato dalla luce ad una lunghezza d'onda di 980nm1480nm,nanoossido di erbiogli ioni (Er3+) passano dallo stato fondamentale 4115/2 allo stato ad alta energia 4113/2 ed emettono luce con lunghezza d'onda di 1550 nm quando Er3+ nello stato ad alta energia ritorna allo stato fondamentale, le fibre ottiche al quarzo possono trasmettere varie lunghezze d'onda della luce , ma il tasso di attenuazione ottica varia. La banda di frequenza della luce di 1550 nm ha il tasso di attenuazione ottica più basso (0,15 decibel per chilometro) nella trasmissione delle fibre ottiche al quarzo, che è quasi il limite inferiore del tasso di attenuazione. Pertanto, quando si utilizza la comunicazione in fibra ottica come segnale luminoso a 1550 nm, la perdita di luce è ridotta al minimo. In questo modo, se una concentrazione adeguata dinanoossido di erbioviene drogato in una matrice adeguata, l'amplificatore può compensare le perdite nei sistemi di comunicazione basati sul principio del laser. Pertanto, nelle reti di telecomunicazioni che richiedono l'amplificazione di segnali ottici a 1550 nm,nanoossido di erbiogli amplificatori in fibra drogata sono dispositivi ottici essenziali. Attualmente,nanoossido di erbiosono stati commercializzati amplificatori in fibra di silice drogata. Secondo i rapporti, per evitare assorbimenti inutili, la quantità di drogaggio dell'ossido di nanoerbio nelle fibre ottiche varia da decine a centinaia di ppm. Il rapido sviluppo della comunicazione in fibra ottica aprirà nuovi campi di applicazionenanoossido di erbio. 2. Inoltre, cristalli laser drogati connanoossido di erbioe i loro laser in uscita da 1730 nm e 1550 nm sono sicuri per gli occhi umani, con buone prestazioni di trasmissione atmosferica, forte capacità di penetrazione per il fumo del campo di battaglia, buona riservatezza e non sono facilmente rilevabili dai nemici. Il contrasto dell'irradiazione sugli obiettivi militari è relativamente ampio e per uso militare è stato sviluppato un telemetro laser portatile per la sicurezza dell'occhio umano. 3. Er3+ può essere aggiunto al vetro per la produzioneterre raremateriali laser in vetro, che attualmente è il materiale laser a stato solido con la massima energia di impulso e potenza di uscita. 4. Er3+ può essere utilizzato anche come ione di attivazione per materiali laser di upconversion di terre rare. 5. Inoltre,nanoossido di erbiopuò essere utilizzato anche per la decolorazione e colorazione delle lenti degli occhiali e del vetro cristallino.
Ossido di ittrio nanometrico (Y2O3)
I principali usi dinanoossido di ittriocomprendono: 1. additivi per acciaio e leghe non ferrose. Le leghe FeCr tipicamente contengono dallo 0,5% al 4%nanoossido di ittrio, che può migliorare la resistenza all'ossidazione e la duttilità di questi acciai inossidabili; Dopo aver aggiunto una quantità adeguata di richnanoossido di ittriomistoterre rarerispetto alla lega MB26, le prestazioni complessive della lega sono notevolmente migliorate e possono sostituire alcune leghe di alluminio a media resistenza per componenti portanti di aeromobili; Aggiungendo una piccola quantità di nanoittrioossido di terre rarealla lega Al Zr può migliorare la conduttività della lega; Questa lega è stata adottata dalla maggior parte delle fabbriche di filo domestiche; Aggiuntananoossido di ittrioalle leghe di rame migliora la conduttività e la resistenza meccanica. 2. Contenente il 6%nanoossido di ittrioe il materiale ceramico in alluminio e nitruro di silicio al 2% può essere utilizzato per sviluppare componenti del motore. 3. Utilizzare un 400 wattnanoossido di neodimioRaggio laser in granato di alluminio per eseguire lavorazioni meccaniche come foratura, taglio e saldatura su componenti di grandi dimensioni. 4. Lo schermo fluorescente del microscopio elettronico composto da wafer monocristallini di granato Y-Al ha un'elevata luminosità della fluorescenza, un basso assorbimento della luce diffusa, una buona resistenza alle alte temperature e all'usura meccanica. 5. altonanoossido di ittrioleghe strutturate contenenti fino al 90%nano ossido di gadoliniopuò essere utilizzato nell'aviazione e in altre applicazioni che richiedono bassa densità e alto punto di fusione. 6. Materiali conduttori di protoni ad alta temperatura contenenti fino al 90%nanoossido di ittriosono di grande importanza per la produzione di celle a combustibile, celle elettrolitiche e componenti di rilevamento del gas che richiedono un'elevata solubilità dell'idrogeno. Inoltre,nanoossido di ittrioè utilizzato anche come materiale di spruzzatura ad alta temperatura, diluente per il combustibile di reattori atomici, additivo per materiali a magneti permanenti e come getter nell'industria elettronica.
In aggiunta a quanto sopra, nanoossidi di terre rarepuò essere utilizzato anche in materiali di abbigliamento con prestazioni per la salute umana e l'ambiente. Dall'attuale unità di ricerca, hanno tutti una certa direzione: resistenza alle radiazioni ultraviolette; L’inquinamento atmosferico e le radiazioni ultraviolette sono soggetti a malattie della pelle e cancro; Prevenire l’inquinamento rende difficile che gli agenti inquinanti si attacchino ai vestiti; Sono in corso ricerche anche nel campo dell’isolamento termico. A causa della durezza e del facile invecchiamento della pelle, è più soggetta a macchie di muffa nei giorni di pioggia. Alla deriva con nanoossido di cerio di terre rarepuò rendere la pelle più morbida, meno soggetta all'invecchiamento e alla muffa e anche molto comoda da indossare. Anche i materiali di nanorivestimento sono stati un tema caldo negli ultimi anni nella ricerca sui nanomateriali, con l’attenzione principale sui rivestimenti funzionali. Gli Stati Uniti utilizzano 80 nmY2O3come rivestimento schermante gli infrarossi, che ha un'elevata efficienza nel riflettere il calore.CeO2ha un alto indice di rifrazione e un'elevata stabilità. Quandonano ossido di ittrio di terre rare, ossido di nano lantanio enanoossido di cerioviene aggiunta polvere al rivestimento, la parete esterna può resistere all'invecchiamento. Poiché il rivestimento della parete esterna tende a invecchiare e a cadere a causa dell'esposizione della vernice ai raggi ultravioletti del sole e all'esposizione a lungo termine al vento e al sole, l'aggiunta diossido di cerioEossido di ittriopuò resistere alle radiazioni ultraviolette e la sua dimensione delle particelle è molto piccola.Nanoossido di cerioviene utilizzato come assorbitore di raggi ultravioletti. Si prevede che venga utilizzato per prevenire l'invecchiamento dei prodotti in plastica dovuto alle radiazioni ultraviolette, nonché l'invecchiamento UV di serbatoi, automobili, navi, serbatoi di stoccaggio del petrolio, ecc., e che svolga un ruolo in grandi cartelloni pubblicitari all'aperto
La migliore protezione è che il rivestimento della parete interna prevenga muffe, umidità e inquinamento, poiché la dimensione delle sue particelle è molto piccola, rendendo difficile l'adesione della polvere alla parete e la possibilità di pulirla con acqua. Ci sono ancora molti usi per il nanoossidi di terre rareche necessitano di ulteriore ricerca e sviluppo e speriamo sinceramente che abbia un domani più brillante.
Orario di pubblicazione: 03-nov-2023