ナノテクノロジーは、1980 年代後半から 1990 年代前半にかけて徐々に発展した新興の学際分野です。新しい生産プロセス、材料、製品を生み出す大きな可能性を秘めており、新世紀には新たな産業革命を引き起こすでしょう。現在のナノサイエンスとナノテクノロジーの発展レベルは、1950 年代のコンピューターと情報テクノロジーの発展レベルに似ています。この分野に携わるほとんどの科学者は、ナノテクノロジーの発展がテクノロジーの多くの側面に広範で重大な影響を与えると予想しています。科学者たちは、ナノには奇妙な特性と独特の特性があり、ナノの奇妙な特性をもたらす主な制限効果があると信じています。希土類材料には、比表面効果、小型サイズ効果、界面効果、透明効果、トンネル効果、および巨視的量子効果が含まれます。これらの効果により、光、電気、熱、磁気など、ナノシステムの物性が従来の材料とは異なるものとなり、多くの新しい機能が生まれます。将来の科学者がナノテクノロジーを研究開発するには、主に 3 つの方向性があります。各種ナノデバイスや装置の設計・準備；ナノ領域の特性を検出および分析します。現在、nano には主にいくつかの応用方向があります。希土類とナノの将来の用途レアアースさらに開発する必要があります。
ナノ酸化ランタン圧電材料、電熱材料、熱電材料、磁気抵抗材料、発光材料（青色粉末）、水素吸蔵材料、光学ガラス、レーザー材料、各種合金材料、有機化学品製造用触媒、自動車排ガス中和触媒などに応用されています。光変換農業用フィルムは次のような用途にも応用されています。ナノ酸化ランタン.
主な用途は、ナノセリア1. ガラス添加剤として、ナノセリア紫外線や赤外線を吸収する性質があり、自動車のガラスなどに応用されています。紫外線を防ぐだけでなく、車内の温度を下げることができ、エアコンの節電にもなります。 2. の応用ナノ酸化セリウム自動車の排気浄化触媒に使用すると、大量の自動車排気ガスが大気中へ排出されるのを効果的に防ぐことができます。 3.ナノ酸化セリウム顔料に適用してプラスチックを着色することができ、塗料、インク、紙などの産業でも使用できます。 4. の応用ナノセリア研磨材における高精度の研磨は、シリコンウェーハやサファイア単結晶基板の研磨に高精度が求められることとして広く認識されています。 5. さらに、ナノセリア水素貯蔵材料、熱電材料、ナノセリアタングステン電極、セラミックコンデンサ、圧電セラミックス、ナノセリア 炭化ケイ素研磨材、燃料電池原料、ガソリン触媒、特定の永久磁石材料、各種合金鋼、非鉄金属。
主な用途は、ナノ酸化プラセオジム1.建築用セラミックスや日常的なセラミックスに広く使用されています。陶磁器釉薬と混ぜて色釉を作ることも、単独で下絵具として使用することもできます。生成された顔料は淡い黄色で、純粋で上品な色調です。 2. 永久磁石の製造に使用され、さまざまな電子機器やモーターに広く使用されています。 3. 石油接触分解に使用され、触媒活性、選択性、安定性を向上させることができます。 4.ナノ酸化プラセオジム研磨研磨にも使用できます。さらに、ナノ酸化プラセオジム光ファイバーの分野でも普及が進んでいます。
ナノメートル酸化ネオジムこの要素は、世界におけるその独自の地位により、長年にわたって市場の注目を集めるホットなトピックとなってきました。希土類分野。ナノメートル酸化ネオジム非鉄金属材料にも適用されます。 1.5%を加えて2.5%ナノ酸化ネオジムマグネシウムやアルミニウム合金に合金を添加することにより、高温性能、気密性、耐食性が向上し、航空宇宙用材料として広く使用されています。さらに、ナノイットリウムアルミニウムガーネットをドープナノ酸化ネオジムeは短波レーザービームを生成し、厚さ10mm未満の薄い材料の溶接や切断に業界で広く使用されています。医療現場ではナノイットリウムアルミニウムドープされたガーネットレーザーナノ酸化ネオジム外科用ナイフの代わりに、手術による傷の除去や消毒に使用されます。ナノ酸化ネオジムガラスやセラミック材料の着色、ゴム製品や添加剤の着色にも使用されます。
主な用途は、ナノスケール酸化サマリウムセラミックコンデンサや触媒に使用される淡黄色が含まれます。加えて、ナノ酸化サマリウム核としての性質も有しており、原子炉の構造材、遮蔽材、制御材として利用され、核分裂により発生する膨大なエネルギーを安全に利用することができます。
ナノスケール酸化ユウロピウム主に蛍光粉末に使用されます。 Eu3+は赤色蛍光体の付活剤として使用され、Eu2+は青色蛍光体に使用されます。現在、Y0O3: Eu3+ は、発光効率、コーティングの安定性、コスト回収の点で最良の蛍光体です。さらに、発光効率やコントラストの向上などの技術向上により、広く使われるようになりました。最近、ナノ酸化ユウロピウム新しい X 線医療診断システムの誘導放出蛍光体としても使用されています。ナノ酸化ユウロピウムは、カラーレンズや光学フィルターの製造、磁気バブル貯蔵装置、原子炉の制御材料、遮蔽材料、構造材料にも使用できます。微粒子ガドリニウムユーロピウム酸化物 (Y2O3Eu3+) 赤色蛍光粉末を使用して調製しました。ナノ酸化イットリウム (Y2O3） そしてナノ酸化ユウロピウム (Eu2O3）を原料として使用します。準備するとき希土類三色蛍光粉末は、(a) 緑色粉末および青色粉末とよく混合できる。 (b) 良好なコーティング性能。 (c) 赤色粉末の粒径が小さいため、比表面積が増加し、発光粒子の数が増加するため、赤色粉末の使用量を削減できます。希土類三色蛍光体を採用し、コストダウンを実現します。
その主な用途は次のとおりです。 1. その水溶性常磁性錯体は、医療用途において人体の磁気共鳴 (NMR) イメージング信号を改善できます。 2. 塩基性硫黄酸化物は、特別な輝度のオシロスコープ管や蛍光 X 線スクリーンのマトリックス グリッドとして使用できます。 3.ナノ酸化ガドリニウム in ナノ酸化ガドリニウムガリウム ガーネットは、磁気バブル メモリのメモリとして理想的な単一基板です。 4. Camotサイクル制限がない場合は、固体磁気冷却媒体として使用できます。 5. 原子力発電所の連鎖反応レベルを制御し、核反応の安全性を確保するための抑制剤として使用されます。さらに、ナノ酸化ガドリニウムとナノ酸化ランタンは一緒にガラス転移ゾーンを変化させ、ガラスの熱安定性を向上させるのに役立ちます。ナノ酸化ガドリニウムコンデンサーやX線増感紙の製造にも使用できます。現在、世界中でそのアプリケーションを開発する取り組みが行われています。ナノ酸化ガドリニウムとその合金の磁気冷却において画期的な進歩が見られました。
主な応用分野は次のとおりです。 1. 蛍光粉末は、三原色の蛍光粉末の緑色粉末の活性化剤として使用されます。たとえば、リン酸マトリックスによって活性化されます。ナノ酸化テルビウム、によって活性化されたケイ酸塩マトリックスナノ酸化テルビウム、およびナノセリウムマグネシウムアルミネートマトリックスによって活性化されます。ナノ酸化テルビウム、励起状態ではすべて緑色の光を放射します。 2. 近年、次のような研究開発が行われています。ナノ酸化テルビウム光磁気ストレージ用の光磁気材料をベースにしたもの。 Tb-Fe アモルファス薄膜をコンピュータ記憶素子として使用して開発された光磁気ディスクは、記憶容量を 10 ～ 15 倍増加させることができます。 3. 磁気光学ガラス、ファラデー回転ガラス含有ナノ酸化テルビウムは、レーザー技術で広く使用されている回転子、アイソレータ、およびリンガーの製造に使用される主要な材料です。ナノ酸化テルビウムおよびナノジスプロシウム酸化鉄は主にソナーで使用されており、燃料噴射システム、液体バルブ制御、マイクロポジショニングから機械式アクチュエーター、機構、航空機や宇宙望遠鏡の翼調整器に至るまで、さまざまな分野で広く使用されています。
主な用途は、ナノ酸化ジスプロシウム (Dy2O3) ナノ酸化ジスプロシウム1.ナノ酸化ジスプロシウム蛍光粉末活性化剤として使用され、三価ナノ酸化ジスプロシウムは、単一発光中心三原色発光材料の活性化イオンとして有望である。それは主に 2 つの発光バンドで構成され、1 つは黄色の発光、もう 1 つは青色の発光です。ドープされた発光材料ナノ酸化ジスプロシウム三原色の蛍光粉として使用できます。 2.ナノ酸化ジスプロシウム大型の磁歪合金を製造するために必要な金属原料です。ナノ酸化テルビウムナノジスプロシウム酸化鉄 (ターフェノール) 合金。これにより、正確な機械的動作を実現できます。 3.ナノ酸化ジスプロシウム金属は、高い記録速度と読み取り感度を備えた光磁気記憶材料として使用できます。 4. の調製に使用されます。ナノ酸化ジスプロシウムランプ、で使用される作動物質ナノ酸化ジスプロシウムランプはナノ酸化ジスプロシウム。このタイプのランプには、高輝度、良好な色、高い色温度、小型、安定したアークなどの利点があります。映画、印刷、その他の照明用途の光源として使用されています。 5. 中性子捕獲断面積が大きいため、ナノ酸化ジスプロシウム、原子力産業において中性子スペクトルを測定するため、または中性子吸収体として使用されます。
主な用途は、ナノ酸化ホルミウム1. メタルハライドランプの添加剤として。メタルハライドランプは、高圧水銀ランプに基づいて開発されたガス放電ランプの一種で、バルブ内にさまざまな物質を充填するのが特徴です。希土類ハロゲン化物。現時点での主な用途は、希土類ヨウ化物は、ガス放電中にさまざまなスペクトル色を放出します。使用される作動物質は、ナノ酸化ホルミウムランプはヨウ素化されていますナノ酸化ホルミウムこれにより、アークゾーン内の金属原子の高濃度が達成され、放射効率が大幅に向上します。 2.ナノ酸化ホルミウムイットリウム鉄の添加剤として使用できます。イットリウムアルミニウムガーネット; 3.ナノ酸化ホルミウムイットリウム鉄アルミニウムガーネット (Ho: YAG) として使用して、2 μ M レーザー、2 μ M の人間の組織を放射することができます。 m レーザーの吸収率は高く、Hd: YAG0 の吸収率よりもほぼ 3 桁高いです。したがって、Ho:YAGレーザーを医療手術に使用すると、手術の効率と精度が向上するだけでなく、熱損傷領域を小さくすることができます。生成されるフリービームは、ナノ酸化ホルミウムクリスタルは過剰な熱を発生させることなく脂肪を除去し、それによって健康な組織への熱損傷を軽減します。の使用が報告されています。ナノ酸化ホルミウム米国の緑内障治療用レーザーは、手術を受ける患者の痛みを軽減することができます。 4. 磁歪合金テルフェノール D には、微量のナノ酸化ホルミウム合金の飽和磁化に必要な外部磁場を低減するために追加することもできます。 5. さらに、ファイバーレーザー、ファイバー増幅器、ファイバーセンサーなどの光通信デバイスは、ドープされたファイバーを使用して作成できます。ナノ酸化ホルミウム、今日の光ファイバー通信の急速な発展において、より重要な役割を果たすことになります。
主な用途は、ナノ酸化エルビウム1. 1550nm での Er3+ の発光は特別な重要性を持っています。これは、この波長が光ファイバー通信における光ファイバーの損失が最も低い位置に正確に位置しているためです。 980nm～1480nmの波長の光で励起した後、ナノ酸化エルビウムイオン (Er3+) は基底状態 4115/2 から高エネルギー状態 4113/2 に遷移し、高エネルギー状態の Er3+ が基底状態に戻るときに 1550nm の波長の光を放射します。石英光ファイバーはさまざまな波長の光を伝送できます。ですが、光の減衰率は異なります。 1550nm の周波数帯域の光は、石英光ファイバーの伝送において光減衰率が最も低く (1 キロメートルあたり 0.15 デシベル)、これは減衰率の下限に近い値です。したがって、1550nmの信号光として光ファイバー通信を使用した場合、光の損失は最小限に抑えられます。このように、適切な濃度であれば、ナノ酸化エルビウム適切なマトリックスにドープすると、増幅器はレーザーの原理に基づいて通信システムの損失を補償できます。したがって、1550nm 光信号の増幅が必要な電気通信ネットワークでは、ナノ酸化エルビウムドープされたファイバー増幅器は不可欠な光学デバイスです。現在、ナノ酸化エルビウムドープされたシリカファイバー増幅器が商品化されている。報告によれば、無駄な吸収を避けるために、光ファイバ中のナノエルビウム酸化物のドープ量は数十から数百ppmの範囲であるとのことです。光ファイバー通信の急速な発展により、光ファイバー通信の新たな応用分野が開かれることになります。ナノ酸化エルビウム。 2. さらに、レーザー結晶にドープナノ酸化エルビウム出力 1730nm および 1550nm レーザーは人間の目に安全であり、大気透過性能が高く、戦場の煙に対する強力な透過能力があり、機密性が高く、敵に発見されにくいです。軍事目標への照射のコントラストは比較的大きく、人間の目の安全を考慮したポータブルレーザー距離計が軍事用途向けに開発されました。 3. Er3+をガラスに添加して作ることができます。希土類ガラスレーザー材料は、現在最高の出力パルスエネルギーと出力を備えた固体レーザー材料です。 4. Er3+ は、希土類アップコンバージョン レーザー材料の活性化イオンとしても使用できます。 5. さらに、ナノ酸化エルビウム眼鏡レンズや水晶ガラスの脱色・着色にも使用できます。
主な用途は、ナノ酸化イットリウム1. 鋼および非鉄合金用の添加剤。 FeCr 合金には通常 0.5% ～ 4% が含まれますナノ酸化イットリウムこれらのステンレス鋼の耐酸化性と延性を向上させることができます。リッチを適量加えた後、ナノ酸化イットリウム混合された希土類MB26 合金に比べて、合金の全体的な性能が大幅に向上し、航空機の耐荷重部品用の中強度アルミニウム合金の一部を置き換えることができます。少量のナノイットリウムを添加希土類酸化物Al Zr 合金への添加は合金の導電性を向上させることができます。この合金は国内のほとんどのワイヤー工場で採用されています。追加ナノ酸化イットリウム銅合金への添加により、導電性と機械的強度が向上します。 2. 6%含有ナノ酸化イットリウムアルミニウム 2% 窒化ケイ素セラミック材料は、エンジン部品の開発に使用できます。 3. 400ワットを使用するナノ酸化ネオジムアルミニウム ガーネット レーザー ビームを使用して、大型部品の穴あけ、切断、溶接などの機械加工を実行します。 4. Y-Al ガーネット単結晶ウェーハで構成される電子顕微鏡蛍光スクリーンは、高い蛍光輝度、低い散乱光の吸収、高温および機械的摩耗に対する優れた耐性を備えています。 5.高いナノ酸化イットリウム最大 90% を含む組織化合金ナノ酸化ガドリニウム低密度と高融点を必要とする航空用途やその他の用途に使用できます。 6. 最大90%含有する高温プロトン伝導材料ナノ酸化イットリウムこれらは、高い水素溶解度を必要とする燃料電池、電解電池、およびガス感知コンポーネントの製造にとって非常に重要です。加えて、ナノ酸化イットリウム高温溶射材料、原子炉燃料の希釈剤、永久磁石材料の添加剤、および電子産業のゲッターとしても使用されます。
上記に加えて、ナノ希土類酸化物人の健康と環境に配慮した衣料品素材にも使用できます。現在の研究ユニットからは、それらはすべて特定の方向性を持っています。それは、紫外線に対する耐性です。大気汚染と紫外線は皮膚疾患やがんを引き起こしやすくなります。汚染を防止すると、汚染物質が衣類に付着しにくくなります。断熱分野でも研究が進んでいます。革は硬く、老化しやすいため、雨の日には最もカビが発生しやすくなります。ナノとともに漂流する希土類酸化セリウム革が柔らかくなり、老化やカビが発生しにくくなり、履き心地も非常に良くなります。ナノコーティング材料は、近年のナノ材料研究でも注目されており、主に機能性コーティングに焦点が当てられています。米国は80nmを使用していますY2O3熱を反射する効率の高い赤外線遮蔽コーティングとして。CeO2屈折率が高く、安定性が高い。いつナノ希土類酸化イットリウム、ナノ酸化ランタン、ナノ酸化セリウムコーティングにパウダーを加えることで、外壁の老化に耐えることができます。外壁塗装は、太陽の紫外線や長期間の風雨にさらされることで劣化し、剥がれやすくなるため、塗料を追加する必要があります。酸化セリウムそして酸化イットリウム紫外線に耐えることができ、粒子サイズは非常に小さいです。ナノ酸化セリウム紫外線吸収剤として使用されており、タンク、自動車、船舶、石油貯蔵タンクなどの紫外線劣化だけでなく、プラスチック製品の紫外線による劣化を防止する役割も期待されています。屋外の大型看板に
カビ、湿気、汚染を防ぐための内壁コーティングが最も効果的です。粒子サイズが非常に小さいため、ほこりが壁に付着しにくく、水で拭き取ることができます。 nanoにはまだまだ使い道がたくさんあります希土類酸化物さらなる研究開発が必要なこの製品が、より輝かしい明日を迎えられることを心より願っております。
投稿日時: 2023 年 11 月 3 日