לחומר האדמה הנדיר הזה יש פוטנציאל גדול!

ננו -חומרים נדירים של כדור הארץ

ננו -חומרים ננו -ננו -חומרים אדמה נדירים הם בעלי מבנה אלקטרוני ייחודי של שכבת משנה 4F, רגע מגנטי אטומי גדול, צימוד מסלול ספין חזק ומאפיינים אחרים, וכתוצאה מכך תכונות אופטיות, חשמליות, מגנטיות ואחרות עשירות מאוד. מדובר בחומרים אסטרטגיים חיוניים למדינות ברחבי העולם להפוך תעשיות מסורתיות ומפתחות היי-טק, והם ידועים כ"בית האוצר של חומרים חדשים ".

בנוסף ליישומיה בתחומים מסורתיים כמו מכונות מטלורגיות, פטרוכימיקלים, קרמיקה זכוכית וטקסטיל קל,אדמות נדירותהם גם חומרים תומכים מרכזיים בשדות מתעוררים כמו אנרגיה נקייה, כלי רכב גדולים, רכבי אנרגיה חדשים, תאורת מוליכים למחצה ותצוגות חדשות, הקשורות קשר הדוק לחיי אדם.

לאחר עשרות שנים של התפתחות, המוקד של מחקרים נדירים הקשורים לכדור הארץ עבר בהתאמה מההתכה וההפרדה של אדמות נדירות בעלות טוהר גבוה ליישומי היי-טק של אדמות נדירות במגנטיות, אופטיקה, חשמל, אחסון אנרגיה, קטליזה, ביו-רפואה ושדות אחרים. מצד אחד, קיימת מגמה גדולה יותר לחומרים מורכבים אדמה נדירים במערכת החומרים; מצד שני, הוא ממוקד יותר בחומרי גביש פונקציונליים ממדים נמוכים מבחינת המורפולוגיה. במיוחד עם התפתחות מדעי הננו המודרניים, המשלב בין השפעות הגודל הקטן, השפעות קוונטיות, השפעות פני השטח והשפעות ממשק של ננו-חומרים עם ננו-חומרים עם אדמה נדירים מציגים תכונות חדשות רבות שונות מחומרים מסורתיים, וממקסם את הביצועים המצוינים של חומרי אדמה נדירים, ומרחבים עוד יותר את היישום שלה בשדות בחומרים מסורתיים.

נכון לעכשיו, ישנם בעיקר ננו -חומרים נדירים ומבטיחים מאוד, כלומר חומרים ננו ננו ננו ננו, חומרים זוהרים של אדמה נדירים ננו ננו, חומרים מגנטיים של ננו נדירים, אדמה נדירה,תחמוצת ננו סריוםחומרי מיגון אולטרה סגולים וחומרים פונקציונליים אחרים של ננו.

מס '1חומרים זוהרים של ננו אדמה נדירים

01. נדיר אדמה אורגנית-אורגנית-אורגנית בהיברידית ננו-חומרים

חומרים מורכבים משלבים יחידות פונקציונליות שונות ברמה המולקולרית כדי להשיג פונקציות משלימות ומותאמות. לחומר היברידי אורגני אורגני יש פונקציות של רכיבים אורגניים ואורגניים, המציגים יציבות מכנית טובה, גמישות, יציבות תרמית ויכולת תהליכים מעולה.

 כדור הארץ הנדירלמתחמים יתרונות רבים, כמו טוהר צבעים גבוהים, חיים ארוכים של מצב נרגש, תשואה קוונטית גבוהה וקווי ספקטרום פליטה עשירים. הם נמצאים בשימוש נרחב בתחומים רבים, כמו תצוגה, הגברה של מוליך גל אופטי, לייזרים במצב מוצק, סמן ביולוגי, ואנטי-מונע. עם זאת, היציבות הפוטותרמית הנמוכה ויכולת התהליך הגרועה של מתחמי כדור הארץ הנדירים מפריעים ברצינות ליישום וקידוםם. שילוב מתחמי אדמה נדירים עם מטריצות אורגניות עם תכונות מכניות ויציבות טובות הוא דרך יעילה לשפר את התכונות הזוהרות של מתחמי אדמה נדירים.

מאז התפתחות חומר היברידי אורגני אורגני נדיר, מגמות ההתפתחות שלהם מראות את המאפיינים הבאים:

① לחומר ההיברידי המתקבל בשיטת סמים כימיים יש רכיבים פעילים יציבים, כמות סימום גבוהה והפצה אחידה של רכיבים;

② הפיכת מחומרים פונקציונליים יחידים לחומרים רב -פונקציונליים, תוך פיתוח חומרים רב -פונקציונליים כדי להפוך את היישומים שלהם לרחבים יותר;

③ המטריצה ​​מגוונת, בעיקר מסיליקה ועד מצעים שונים כמו טיטניום דו חמצני, פולימרים אורגניים, חרסיות ונוזלים יוניים.

02. חומר זוהר אדמה נדיר של LED נדיר

בהשוואה לטכנולוגיות תאורה קיימות, מוצרי תאורה מוליכים למחצה כמו דיודות פולטות אור (נוריות LED) יש יתרונות כמו חיי שירות ארוכים, צריכת אנרגיה נמוכה, יעילות זוהרת גבוהה, פעולת כספית, ללא UV ויציבה. הם נחשבים ל"מקור האור של הדור הרביעי "לאחר מנורות ליבון, מנורות פלורסנט ומנורות פריקת גז בעלות חוזק גבוה (HIDS).

LED לבן מורכב משבבים, מצעים, זרחנים ונהגים. אבקת פלואורסצנט אדמה נדירה ממלאת תפקיד מכריע בביצועים של LED לבן. בשנים האחרונות בוצעה כמות גדולה של עבודות מחקר על זרחנים לבנים של LED והתקדם התקדמות מצוינת:

① פיתוח סוג חדש של זרחן הנרגש על ידי LED Blue (460 מ ') ביצע מחקר סמים ושינוי על YAO2CE (YAG: CE) המשמש בשבבי LED כחולים לשיפור יעילות האור ועיבוד הצבעים;

② פיתוח אבקות פלורסנט חדשות הנרגשות מאור אולטרה סגול (400 מ ') או אור אולטרה סגול (360 מ"מ) בחן באופן שיטתי את ההרכב, המבנה והספקטרלי של המאפיינים הספקטרליים של אדום וירוק כחול ירוק, כמו גם את היחס השונה של שלושת האבניות הפלואורסנט כדי להשיג LED עם טמפרטורות צבעוניות שונות;

③ עבודה נוספת בוצעה בנושאים המדעיים הבסיסיים בתהליך ההכנה של אבקת פלורסנט, כמו השפעת תהליך ההכנה על השטף, כדי להבטיח את איכות ויציבות האבקה הפלואורסצנטית.

בנוסף, LED אור לבן מאמצת בעיקר תהליך אריזה מעורב של אבקת פלורסנט וסיליקון. בשל המוליכות התרמית הירודה של אבקת פלואורסצנט, המכשיר יחמם בגלל זמן עבודה ממושך, מה שיוביל להזדקנות סיליקון וקיצור חיי השירות של המכשיר. בעיה זו חמורה במיוחד אצל נוריות אור לבנות בעלות עוצמה גבוהה. אריזה מרחוק היא דרך אחת לפתור בעיה זו על ידי חיבור אבקת ניאון למצע והפרדתו ממקור אור ה- LED הכחול, ובכך צמצמה את ההשפעה של החום שנוצר על ידי השבב על הביצועים הזוהרים של אבקת הניאון. אם קרמיקה פלואורסצנטית נדירה של כדור הארץ יש מאפיינים של מוליכות תרמית גבוהה, עמידות בפני קורוזיה גבוהה, יציבות גבוהה וביצועי תפוקה אופטיים מעולים, הם יכולים לעמוד טוב יותר על דרישות היישום של LED לבן בעל עוצמה גבוהה עם צפיפות אנרגיה גבוהה. אבקות מיקרו ננו עם פעילות גבוהה של סינון ופיזור גבוה הפכו לתנאי מוקדם חשוב להכנת שקיפות גבוהה קרמיקה פונקציונלית אופטית אדמה נדירה עם ביצועי תפוקה אופטיים גבוהים.

 03

 הזוהר המרה במרה הוא סוג מיוחד של תהליך בהירות המאופיין בספיגה של פוטונים מרובים באנרגיה נמוכה על ידי חומרים זוהרים וייצור פליטת פוטון אנרגיה גבוהה. בהשוואה למולקולות צבע אורגניות מסורתיות או נקודות קוונטיות, ננו -חומרים נדירים במרה אדמה נדירים יש יתרונות רבים כמו משמרת אנטי סטוקס גדולה, פס פליטה צרה, יציבות טובה, רעילות נמוכה, עומק חדירת רקמות גבוה, ופרשת פלואורסציה ספונטנית נמוכה. יש להם סיכויי יישום רחבים בתחום הביו -רפואי.

בשנים האחרונות, ננו -חומרים מזוהרים נדירים של כדור הארץ עשו התקדמות משמעותית בסינתזה, שינוי פני השטח, פונקציונליזציה של פני השטח ויישומים ביו -רפואיים. אנשים משפרים את ביצועי הזוהר של חומרים על ידי אופטימיזציה של הרכבם, מצב הפאזות, גודל וכו '. בשלל הננו, ושילוב מבנה הליבה/הקליפה כדי להפחית את מרכז ההרווה הזוהר, על מנת להגדיל את הסתברות המעבר. על ידי שינוי כימי, קבעו טכנולוגיות עם תאימות ביולוגית טובה להפחתת רעילות, ופיתוח שיטות הדמיה לתאי חיים זוהרים בהמרה וב- vivo; פיתוח שיטות צימוד ביולוגיות יעילות ובטוחות על סמך צרכיהם של יישומים שונים (תאי גילוי חיסון, הדמיה פלואורסצנטית vivo, טיפול פוטודינמי, טיפול פוטותרמי, תרופות לשחרור מבוקר על תמונות וכו ').

למחקר זה יש פוטנציאל יישום עצום ופוטנציאל כלכלי, ויש לו משמעות מדעית חשובה להתפתחות ננו -רפואה, קידום בריאות האדם והתקדמות חברתית.

מס '2 חומרים מגנטיים ננו נדירים נדירים

 
חומרי מגנט קבועים של כדור הארץ נדירים עברו שלושה שלבי פיתוח: SMCO5, SM2CO7 ו- ND2FE14B. כאבקה מגנטית של NDFEB מרווה במהירות לחומרי מגנט קבועים קשורים, גודל התבואה נע בין 20nm ל- 50nm, מה שהופך אותו לחומר מגנט קבוע ננו -גבישי נדיר.

לחומרים ננו -מגנטיים של כדור הארץ הנדירים יש מאפיינים של גודל קטן, מבנה תחום יחיד וכפייה גבוהה. השימוש בחומרי הקלטה מגנטיים יכול לשפר את יחס האות לרעש ואת איכות התמונה. בשל גודלו הקטן ואמינותו הגבוהה, השימוש בו במערכות מוטוריות מיקרו הוא כיוון חשוב לפיתוח הדור החדש של מנועי תעופה, תעופה וחלל ומנועים ימיים. עבור זיכרון מגנטי, נוזלים מגנטיים, חומרי התנגדות למגנטו ענקיים, ניתן לשפר מאוד את הביצועים, מה שגורם למכשירים להפוך לביצועים גבוהים ולמוזער.

מס '3ננו אדמה נדירהחומרים קטליטיים

חומרים קטליטיים אדמה נדירים כוללים כמעט את כל התגובות הקטליטיות. בשל השפעות פני השטח, השפעות נפח והשפעות בגודל הקוונטים, ננו -טכנולוגיה נדירה של כדור הארץ משכה יותר ויותר תשומת לב. בתגובות כימיות רבות משתמשים בזרזים אדמה נדירים. אם משתמשים בננו -קטליסטים נדירים של כדור הארץ, ישפרו מאוד את הפעילות והיעילות הקטליטית.

בדרך כלל משתמשים בננו -קטליסטים נדירים באדמה בטיפול בפיצוח קטליטי נפט וטיהור בפליטת רכב. החומרים הננו -קטליטיים הנדירים ביותר הנדירים ביותר הםCEO2וכןLA2O3, שיכולים לשמש כזרזים ומקדמים, כמו גם נושאי זרז.

מס '4תחמוצת ננו סריוםחומר מיגון אולטרה סגול

תחמוצת Nano Cerium ידועה בשם חומר הבידוד האולטרה סגול של הדור השלישי, עם אפקט בידוד טוב והעברה גבוהה. בקוסמטיקה, יש להשתמש בפעילות קטליטית נמוכה ננו סריה כחומר מבודד UV. לפיכך, תשומת הלב וההכרה בשוק של חומרי מיגון אולטרה סגולים של ננו סריום הם גבוהים. השיפור המתמשך של שילוב מעגלים משולב דורש חומרים חדשים לתהליכי ייצור שבבי מעגלים משולבים. לחומרים חדשים יש דרישות גבוהות יותר לנוזלי ליטוש, ונוזלי ליטוש אדמה מוליכים למחצה נדירים צריכים לעמוד בדרישה זו, עם מהירות ליטוש מהירה יותר ונפח פחות ליטוש. לחומרי ליטוש אדמה נדירים של ננו יש שוק רחב.

הגידול המשמעותי בבעלות על מכוניות גרם לזיהום אוויר קשה, והתקנת זרזי טיהור פליטה לרכב היא הדרך היעילה ביותר לשלוט בזיהום הפליטה. תחמוצות מורכבות של ננו סריום זירקוניום ממלאות תפקיד חשוב בשיפור איכות טיהור גז הזנב.

מס '5 חומרים פונקציונליים אחרים של ננו

01. חומרי קרמיקה ננו ננו ננו

אבקת קרמיקה של ננו יכולה להפחית משמעותית את טמפרטורת הסינון, שהיא 200 ℃ ~ 300 ℃ נמוכה מזו של אבקת קרמיקה שאינה ננו עם אותה קומפוזיציה. הוספת ננו Ceo2 לקרמיקה יכולה להפחית את טמפרטורת הסינון, לעכב את צמיחת הסריג ולשפר את צפיפות הקרמיקה. הוספת יסודות אדמה נדירים כמוY2O3, Ceo2, or LA2O3 to ZRO2יכול למנוע טרנספורמציה שלב טמפרטורה גבוהה וחיבוק של ZRO2, ולקבל טרנספורמציה שלב ZRO2 חומרים מבניים קרמיים קשים.

קרמיקה אלקטרונית (חיישנים אלקטרוניים, חומרי PTC, חומרי מיקרוגל, קבלים, תרמיסטורים וכו ') שהוכנו באמצעות Ultrafine או Nanosecale Ceo2, Y2O3,ND2O3, SM2O3וכו 'שיפרו את תכונות החשמל, התרמיות והיציבות.

הוספת חומרים מורכבים פוטו -קטליטיים מופעלים על ידי אדמה נדירה לנוסחת הזיגוג יכולה להכין קרמיקה אנטיבקטריאלית נדירה של אדמה.

02. הכנס אדמה חומרי סרט דק של ננו

 עם פיתוח מדע וטכנולוגיה, דרישות הביצועים למוצרים הופכות מחמירות יותר ויותר, דורשות אולטרה-אינדיות, דקיקות במיוחד, צפיפות גבוהה במיוחד ומילוי מוצרים במיוחד. נכון לעכשיו, ישנן שלוש קטגוריות עיקריות של סרטי ננו אדמה נדירים שפותחו: סרטי ננו מורכבים אדמה נדירים, סרטי ננו של תחמוצת אדמה נדירים וסרטי סגסוגת ננו נדירים של כדור הארץ. סרטי ננו נדירים של כדור הארץ ממלאים גם תפקידים חשובים בתעשיית המידע, קטליזה, אנרגיה, תחבורה ורפואת חיים.

מַסְקָנָה

סין היא מדינה מרכזית במשאבי כדור הארץ הנדירים. פיתוח ויישום של ננו -חומרים נדירים של כדור הארץ הוא דרך חדשה להשתמש ביעילות במשאבי כדור הארץ הנדירים. על מנת להרחיב את היקף היישום של כדור הארץ הנדיר ולקדם פיתוח של חומרים פונקציונליים חדשים, יש לקבוע מערכת תיאורטית חדשה בתורת החומרים כדי לענות על צרכי המחקר בננו, לגרום לננו -חומרים נדירים של כדור הארץ להיות ביצועים טובים יותר ולהפוך את הופעתם של תכונות ופונקציות חדשות לאפשר.