Нанотехнология – 1980 жылдардың соңы мен 1990 жылдардың басында біртіндеп дамып келе жатқан пәнаралық сала. Жаңа өндірістік процестерді, материалдар мен бұйымдарды жасаудағы орасан зор әлеуетінің арқасында ол жаңа ғасырда жаңа өнеркәсіптік революцияны тудырады. Наноғылым мен нанотехнологияның қазіргі даму деңгейі 1950 жылдардағы компьютерлік және ақпараттық технологиялармен ұқсас. Осы салаға берілген ғалымдардың көпшілігі нанотехнологияның дамуы технологияның көптеген аспектілеріне кең және терең әсер етеді деп болжайды. Ғалымдар оның біртүрлі қасиеттері мен бірегей қасиеттері бар және наноның оғаш қасиеттеріне әкелетін негізгі шектеуші әсерлері бар деп санайды.сирек жерматериалдарға спецификалық беттік эффект, кіші өлшем эффектісі, интерфейс эффектісі, мөлдірлік эффектісі, туннельдік эффект және макроскопиялық кванттық эффект кіреді. Бұл әсерлер нано жүйелердің физикалық қасиеттерін жарық, электр, жылу және магнетизм сияқты кәдімгі материалдардан ерекшелендіреді, нәтижесінде көптеген жаңа мүмкіндіктер пайда болады. Болашақ ғалымдардың нанотехнологияны зерттеу мен дамытудың үш негізгі бағыты бар: өнімділігі жоғары наноматериалдарды дайындау және қолдану; Түрлі нано құрылғылар мен жабдықтарды жобалау және дайындау; Наноаймақтардың қасиеттерін анықтау және талдау. Қазіргі уақытта нано үшін негізінен кейбір қолдану бағыттары барсирек жерs және наноның болашақта қолданылуысирек жеродан әрі дамыту қажет.
Нанолантан оксидіпьезоэлектрлік материалдарға, электротермиялық материалдарға, термоэлектрлік материалдарға, магнитке төзімді материалдарға, люминесценттік материалдарға (көк ұнтақ) сутегі сақтайтын материалдарға, оптикалық шыныға, лазерлік материалдарға, әртүрлі легірленген материалдарға, органикалық химиялық өнімдерді дайындауға арналған катализаторларға және автомобиль шығарындыларын бейтараптандыруға арналған катализаторларға қолданылады. Жеңіл конверсиялық ауылшаруашылық пленкаларына да қолданыладынанолантан оксиді.
Негізгі қолдануларынаноцериямыналарды қамтиды: 1. Шыны қоспасы ретінде,наноцерияультракүлгін және инфрақызыл сәулелерді сіңіре алады және автомобиль шынысына қолданылады. Ол ультракүлгін сәулеленудің алдын алып қана қоймайды, сонымен қатар көлік ішіндегі температураны төмендетеді, осылайша кондиционерлеу үшін электр қуатын үнемдейді. 2. Қолданылуынаноцерий оксидіАвтокөлік пайдаланылған газдарды тазарту катализаторларында автомобиль пайдаланылған газдың ауаға шығарылуын тиімді болдырмайды. 3.Наноцерий оксидітүсті пластиктерге арналған пигменттерге қолданылуы мүмкін және сонымен қатар жабын, сия және қағаз сияқты салаларда қолданылуы мүмкін. 4. Қолданылуынаноцерияжылтырату материалдарында кремний пластиналары мен сапфир монокристалды негіздерді жылтыратуға арналған жоғары дәлдік талабы ретінде кеңінен танылды. 5. Сонымен қатар,наноцериясутегі сақтау материалдарына, термоэлектрлік материалдарға,наноцериявольфрам электродтары, керамикалық конденсаторлар, пьезоэлектрлік керамика,наноцерия кремний карбидіабразивтер, отын жасушаларының шикізаттары, бензин катализаторлары, белгілі бір тұрақты магнитті материалдар, әртүрлі легирленген болаттар және түсті металдар.
НанометрПразодим оксиді (Pr6O11)
Негізгі қолдануларынано празеодим оксидімыналарды қамтиды: 1. Ол құрылыс керамикасында және күнделікті керамикада кеңінен қолданылады. Түсті глазурь жасау үшін оны керамикалық глазурьмен араластыруға болады немесе тек глазурь пигменті ретінде пайдалануға болады. Шығарылған пигмент ашық сары, таза және талғампаз түс реңкімен. 2. Түрлі электронды құрылғылар мен қозғалтқыштарда кеңінен қолданылатын тұрақты магниттерді өндіру үшін қолданылады. 3. Мұнай каталитикалық крекинг үшін пайдаланылады, ол каталитикалық белсенділікті, селективтілікті және тұрақтылықты жақсарта алады. 4.Нано празеодим оксидіабразивті жылтырату үшін де қолдануға болады. Сонымен қатар, пайдаланунано празеодим оксидіоптикалық талшықтар саласында да барған сайын кең таралуда.
Нанометрлік неодим оксиді (Nd2O3)
Нанометрлік неодим оксидіэлементі өзінің бірегей позициясына байланысты көптеген жылдар бойы нарықтың өзекті тақырыбына айналдысирек жерөріс.Нанометрлік неодим оксидітүсті металл материалдарға да қолданылады. 1,5%-дан 2,5%-ға қосунанонеодим оксидімагний немесе алюминий қорытпалары қорытпаның жоғары температуралық өнімділігін, герметикалық және коррозияға төзімділігін жақсарта алады және аэроғарыштық материал ретінде кеңінен қолданылады. Сонымен қатар, нано иттрий алюминий гранаты легирленгеннанонеодим оксидіe қысқа толқынды лазер сәулелерін жасайды, олар өнеркәсіпте қалыңдығы 10 мм-ден аз жұқа материалдарды дәнекерлеу және кесу үшін кеңінен қолданылады. Медициналық тәжірибеде наноиттрий алюминийігранат лазерлері қосылғаннанонеодим оксидіхирургиялық пышақтардың орнына хирургиялық жараларды жою немесе дезинфекциялау үшін қолданылады.Нанонеодим оксидісонымен қатар шыны және керамикалық материалдарды бояуға, сондай-ақ резеңке бұйымдар мен қоспаларға қолданылады.
Негізгі қолдануларынаноөлшемді самарий оксидікерамикалық конденсаторлар мен катализаторларда қолданылатын оның ашық сары түсі кіреді. Сонымен қатар,наносамарий оксидісондай-ақ ядролық қасиеттерге ие және ядролық ыдырау нәтижесінде пайда болатын орасан зор энергияны қауіпсіз пайдалануға мүмкіндік беретін атомдық реакторлар үшін құрылымдық материал, қорғаныс материалы және басқару материалы ретінде пайдаланылуы мүмкін.
Наноөлшемеуропий оксиді (Eu2O3)
Наноөлшемді еуропий оксидікөбінесе флуоресцентті ұнтақтарда қолданылады. Қызыл люминофорлар үшін активатор ретінде Eu3+, ал көк люминофорлар үшін Eu2+ қолданылады. Қазіргі уақытта Y0O3: Eu3+ люминесценция тиімділігі, жабын тұрақтылығы және шығындарды өтеу үшін ең жақсы фосфор болып табылады. Сонымен қатар, люминесценция тиімділігі мен контрастты жақсарту сияқты технологияларды жақсарту арқылы ол кеңінен қолданылуда. Жақында,наноевропий оксидісонымен қатар жаңа рентгендік медициналық диагностикалық жүйелерде ынталандырылған эмиссиялық фосфор ретінде пайдаланылды. Наноевропий оксидін түрлі-түсті линзалар мен оптикалық сүзгілерді өндіру үшін, магниттік көпіршікті сақтау құрылғылары үшін және басқару материалдарында, қорғаныс материалдарында және атомдық реакторлардың құрылымдық материалдарында қолдануға болады. Жұқа бөлшек гадолиний еуропий оксиді (Y2O3Eu3+) қызыл флуоресцентті ұнтақ дайындалды.наноиттрий оксиді (Y2O3) жәненаноевропий оксиді (Eu2O3) шикізат ретінде. Дайындық кезіндесирек жерүш түсті флуоресцентті ұнтақ, мыналар анықталды: (а) жасыл ұнтақ пен көк ұнтақпен жақсы араласуы мүмкін; (b) жабынның жақсы өнімділігі; (c) Қызыл ұнтақтың ұсақ бөлшектерінің өлшеміне байланысты, меншікті бетінің ауданы ұлғаяды және люминесцентті бөлшектердің саны артады, бұл қызыл ұнтақ мөлшерін азайтуы мүмкін.сирек жерүш түсті люминофорлар, нәтижесінде өзіндік құн төмендейді.
Оның негізгі қолданылуы мыналарды қамтиды: 1. Оның суда еритін парамагниттік кешені медициналық қолданбаларда адам денесінің магниттік-резонанстық (ЯМР) бейнелеу сигналын жақсарта алады. 2. Негізгі күкірт оксидтерін арнайы жарықтық осциллограф түтіктері мен рентгендік флуоресценция экрандары үшін матрицалық торлар ретінде пайдалануға болады. 3. Theнаногадолиний оксиді in наногадолиний оксидігаллий гранаты магниттік көпіршікті жады жады үшін тамаша жалғыз субстрат болып табылады. 4. Camot циклінің шектеуі болмаған кезде оны қатты күйдегі магнитті салқындату ортасы ретінде пайдалануға болады. 5. Ядролық реакциялардың қауіпсіздігін қамтамасыз ету үшін атом электр станцияларының тізбекті реакция деңгейін бақылау үшін ингибитор ретінде қолданылады. Сонымен қатар, пайдаланунаногадолиний оксидіжәне нанолантан оксиді бірге шыны ауысу аймағын өзгертуге және шынының термиялық тұрақтылығын жақсартуға көмектеседі.Наногадолиний оксидіконденсаторлар мен рентгендік күшейткіш экрандарды өндіру үшін де пайдалануға болады. Қазіргі уақытта бүкіл әлемде қолданбаны әзірлеуге күш салынудананогадолиний оксидіжәне магниттік салқындатудағы оның қорытпалары және серпілістер жасалды.
Нанометртербий оксиді (Tb4O7)
Негізгі қолдану аймақтары мыналарды қамтиды: 1. Флуоресцентті ұнтақ жасыл ұнтақ үшін белсендірілген фосфат матрицасы сияқты үш негізгі түсті флуоресцентті ұнтақтардың активаторы ретінде пайдаланылады.нанотербий оксидіарқылы белсендірілген силикат матрицасынанотербий оксиді, және наноцерий магний алюминат матрицасы арқылы белсендірілгеннанотербий оксиді, барлығы қозғалған күйде жасыл жарық шығарады. 2. Соңғы жылдары ғылыми-зерттеу және тәжірибелік-конструкторлық жұмыстар жүргізілдінанотербий оксидімагнитті-оптикалық сақтауға арналған магниттік-оптикалық материалдар негізіндегі. Компьютерді сақтау элементі ретінде Tb-Fe аморфты жұқа пленканы қолданып жасалған магнитті-оптикалық дискі сақтау сыйымдылығын 10-15 есе арттыра алады. 3. Магниттік оптикалық шыны, Фарадей айналмалы шынысы барнанотербий оксиді, лазерлік технологияда кеңінен қолданылатын ротаторларды, изоляторларды және қоңырауларды өндіруде қолданылатын негізгі материал.Нанотербий оксидіжәне нано диспрозия темір оксиді негізінен сонарда қолданылған және отын бүрку жүйелерінен, сұйық клапандарды басқарудан, микро позициядан механикалық жетектерге, механизмдерге және ұшақтар мен ғарыш телескоптарына арналған қанат реттегіштеріне дейін әртүрлі салаларда кеңінен қолданылған.
Негізгі қолдануларынано диспрозия оксиді (Dy2O3) нано диспрозия оксидімыналар: 1.Нано диспрозия оксидіфлуоресцентті ұнтақ активатор ретінде пайдаланылады және үш валенттінано диспрозия оксидібір люминесценттік орталық үш негізгі түсті люминесцентті материал үшін перспективті белсендіру ионы болып табылады. Ол негізінен екі сәуле шығару жолағынан тұрады, біреуі сары жарық сәулеленуі, екіншісі көк жарық сәулеленуі. Люминесцентті материал легирленгеннано диспрозия оксидіүш негізгі түсті флуоресцентті ұнтақ ретінде пайдалануға болады. 2.Нано диспрозия оксидіірі магнитостриктивтік қорытпаны дайындауға қажетті металл шикізаты болып табыладынанотербий оксидінано диспрозия темір оксиді (Терфенол) қорытпасы, ол кейбір нақты механикалық қозғалыстарға қол жеткізуге мүмкіндік береді. 3.Нано диспрозия оксидіметалды жазу жылдамдығы және оқу сезімталдығы жоғары магнитті-оптикалық сақтау материалы ретінде пайдалануға болады. 4. Дайындау үшін қолданыладынано диспрозия оксидішамдар, қолданылатын жұмыс затынано диспрозия оксидішамдар болып табыладынано диспрозия оксиді. Шамның бұл түрінің жоғары жарықтық, жақсы түс, жоғары түс температурасы, шағын өлшем және тұрақты доға сияқты артықшылықтары бар. Ол фильмдер, басып шығару және басқа жарықтандыру қолданбалары үшін жарық көзі ретінде пайдаланылды. 5. Нейтронды ұстаудың үлкен көлденең қимасының ауданына байланыстынано диспрозия оксиді, ол атом энергетикасында нейтрондық спектрлерді өлшеу үшін немесе нейтронды сіңіргіш ретінде қолданылады.
Негізгі қолдануларынаноголмий оксидімыналарды қамтиды: 1. металл галогендік шамдарға арналған қоспа ретінде. Металл галогенді шамдар - бұл шамды әртүрлі шамдармен толтырумен сипатталатын жоғары қысымды сынапты шамдар негізінде жасалған газ разрядты шамның бір түрі.сирек жергалогенидтер. Қазіргі уақытта негізгі пайдалану болып табыладысирек жергаз разряды кезінде әртүрлі спектрлік түстерді шығаратын йодид. Қолданылатын жұмыс затынаноголмий оксидішам йодталғаннаноголмий оксиді, бұл доға аймағында металл атомдарының жоғары концентрациясына қол жеткізе алады, бұл сәулелену тиімділігін айтарлықтай арттырады. 2.Наноголмий оксидіиттрий темір үшін қоспа ретінде пайдалануға болады немесеиттрий алюминийігранат; 3.Наноголмий оксидіиттрий темір алюминий гранатасы (Ho: YAG) ретінде 2 μ M лазерді, адам тінін 2 μ-ге шығару үшін қолдануға болады m лазердің сіңіру жылдамдығы жоғары, Hd-ден үш рет дерлік жоғары: YAG0. Сондықтан Ho: YAG лазерін медициналық хирургия үшін пайдаланған кезде хирургиялық тиімділік пен дәлдікті жақсартуға ғана емес, сонымен қатар термиялық зақымдану аймағын кішірек өлшемге дейін азайтуға болады. Жасалған бос сәуленаноголмий оксидікристалдар майды шамадан тыс жылусыз жоя алады, осылайша сау тіндерге термиялық зақымдануды азайтады. пайдаланғаны хабарланадынаноголмий оксидіАмерика Құрама Штаттарында глаукоманы емдеуге арналған лазерлер операцияға ұшыраған науқастардың ауырсынуын азайтады. 4. Терфенол D магнитострикциялық қорытпасында аз мөлшерденаноголмий оксидіқорытпаның қанығу магниттелуі үшін қажетті сыртқы өрісті азайту үшін де қосуға болады. 5. Сонымен қатар, талшықты лазерлер, талшықты күшейткіштер және талшықты датчиктер сияқты оптикалық байланыс құрылғыларын легирленген талшықтар арқылы жасауға болады.наноголмий оксиді, бұл бүгінгі таңда талшықты-оптикалық байланыстың қарқынды дамуында маңыздырақ рөл атқарады.
Негізгі қолдануларынаноэрбий оксидімыналарды қамтиды: 1. 1550 нм кезінде Er3+ жарық сәулеленуінің ерекше маңызы бар, өйткені бұл толқын ұзындығы дәл талшықты-оптикалық байланыста оптикалық талшықтардың ең аз жоғалуында орналасқан. 980нм1480нм толқын ұзындығында жарықпен қоздырылғаннан кейін,наноэрбий оксидіиондары (Er3+) 4115/2 негізгі күйінен 4113/2 жоғары энергетикалық күйге ауысады және Er3+ жоғары энергетикалық күйдегі күйге қайта ауысқан кезде толқын ұзындығы 1550 нм жарық шығарады, кварцтық оптикалық талшықтар жарықтың әртүрлі толқын ұзындығын өткізе алады. , бірақ оптикалық әлсіреу жылдамдығы өзгереді. Жарықтың 1550 нм жиілік диапазоны кварцты оптикалық талшықтарды беруде ең төменгі оптикалық әлсіреу жылдамдығына ие (километрге 0,15 децибел), бұл әлсіреу жылдамдығының төменгі шегі дерлік. Сондықтан, талшықты-оптикалық байланыс сигналдық жарық ретінде 1550 нм-де пайдаланылғанда, жарық жоғалуы барынша азайтылады. Осылайша, сәйкес концентрация болсананоэрбий оксидіқолайлы матрицаға қосылса, күшейткіш лазерлік принцип негізінде байланыс жүйелеріндегі жоғалтуларды өтей алады. Сондықтан 1550 нм оптикалық сигналдарды күшейтуді қажет ететін телекоммуникация желілерінде,наноэрбий оксиділегирленген талшықты күшейткіштер маңызды оптикалық құрылғылар болып табылады. Қазіргі уақытта,наноэрбий оксиділегирленген кремний талшығы бар күшейткіштер коммерцияланды. Мәліметтерге сәйкес, пайдасыз сіңіруді болдырмау үшін оптикалық талшықтардағы наноэрбий оксидінің легирленген мөлшері ондаған және жүздеген ppm дейін ауытқиды. Талшықты-оптикалық байланыстың қарқынды дамуы қолданудың жаңа өрістерін ашадынаноэрбий оксиді. 2. Сонымен қатар, легирленген лазерлік кристалдарнаноэрбий оксидіжәне олардың шығаратын 1730нм және 1550нм лазерлері адамның көзі үшін қауіпсіз, жақсы атмосфералық беру өнімділігімен, ұрыс даласының түтініне күшті ену қабілетімен, жақсы құпиялылықпен және жаулар оңай анықтамайды. Әскери нысаналардағы сәулеленудің контрасты салыстырмалы түрде үлкен және әскери мақсатта адам көзінің қауіпсіздігі үшін портативті лазерлік қашықтық өлшегіш әзірленді. 3. Жасау үшін шыныға Er3+ қосуға боладысирек жершыны лазерлік материалдар, қазіргі уақытта ең жоғары шығыс импульстік энергиясы мен шығыс қуаты бар қатты күйдегі лазерлік материал. 4. Er3+ сондай-ақ сирек жерді жоғары түрлендіруге арналған лазерлік материалдар үшін белсендіру ионы ретінде пайдаланылуы мүмкін. 5. Сонымен қатар,наноэрбий оксидікөзілдірік линзалары мен кристалды шыныларды түссіздендіру және бояу үшін де қолдануға болады.
Нанометрлік иттрий оксиді (Y2O3)
Негізгі қолдануларынаноиттрий оксидімыналарды қамтиды: 1. болат және түсті қорытпаларға арналған қоспалар. FeCr қорытпалары әдетте 0,5% - 4% құрайдынаноиттрий оксиді, бұл тот баспайтын болаттардың тотығуға төзімділігін және икемділігін арттыра алады; Тиісті мөлшерде бай қосқаннан кейіннаноиттрий оксидіаралассирек жерMB26 қорытпасына дейін қорытпаның жалпы өнімділігі айтарлықтай жақсарды және ол ұшақтың жүк көтергіш компоненттері үшін кейбір орташа беріктіктегі алюминий қорытпаларын алмастыра алады; Нано иттрийдің аз мөлшерін қосусирек жер оксидіAl Zr қорытпасы қорытпаның өткізгіштігін жақсарта алады; Бұл қорытпаны көптеген отандық сым зауыттары қабылдады; Қосунаноиттрий оксидімыс қорытпаларына өткізгіштігі мен механикалық беріктігін жақсартады. 2. Құрамында 6%наноиттрий оксидіжәне алюминий 2% кремний нитриді керамикалық материал қозғалтқыш компоненттерін әзірлеу үшін пайдаланылуы мүмкін. 3. Қуаты 400 ватт пайдаланыңызнанонеодим оксидіүлкен бөлшектерде бұрғылау, кесу және дәнекерлеу сияқты механикалық өңдеуді орындауға арналған алюминий гранат лазер сәулесі. 4. Y-Al гранат монокристалды пластинкаларынан тұратын электронды микроскоптың флуоресцентті экраны жоғары флуоресценция жарықтығына, шашыраңқы жарықты сіңіруге, жоғары температураға және механикалық тозуға жақсы төзімділікке ие. 5. жоғарынаноиттрий оксидіҚұрамында 90%-ға дейінгі құрылымдық қорытпаларнаногадолиний оксидіавиацияда және төмен тығыздық пен жоғары балқу температурасын қажет ететін басқа қолданбаларда пайдалануға болады. 6. Құрамында 90% дейін жоғары температуралы протон өткізгіш материалдарнаноиттрий оксидіотын элементтерін, электролиттік элементтерді және сутегі жоғары ерігіштігін қажет ететін газды сезгіш компоненттерді өндіру үшін үлкен маңызға ие. Сонымен қатар,наноиттрий оксидісонымен қатар жоғары температуралы бүрку материалы, атомдық реактор отынына арналған еріткіш, тұрақты магнитті материалдарға қоспа ретінде және электронды өнеркәсіпте алу құралы ретінде қолданылады.
Жоғарыда айтылғандарға қосымша, наносирек жер оксидтеріадам денсаулығы мен қоршаған ортаны қорғау көрсеткіштері бар киім материалдарында да қолданылуы мүмкін. Қазіргі зерттеу бөлімінен олардың барлығы белгілі бір бағытқа ие: ультракүлгін сәулеленуге төзімділік; Ауаның ластануы және ультракүлгін сәулелену тері аурулары мен қатерлі ісікке бейім; Ластанудың алдын алу ластаушы заттардың киімге жабысуын қиындатады; Жылу оқшаулау саласында да зерттеулер жүргізілуде. Былғары қаттылығы мен оңай қартаюына байланысты жаңбырлы күндері көгерген дақтарға бейім болады. Наномен дрифтсирек жер церий оксидітеріні жұмсақ етеді, қартаюға және көгеруге бейім емес, сонымен қатар киюге өте ыңғайлы. Наножабын материалдары да соңғы жылдары наноматериалды зерттеулерде өзекті тақырып болды, басты назар функционалды жабындарға берілді. Америка Құрама Штаттары 80 нм пайдаланадыY2O3жылуды шағылыстыратын жоғары тиімділігі бар инфрақызыл экрандаушы жабын ретінде.CeO2жоғары сыну көрсеткіші және жоғары тұрақтылығы бар. Қашаннано сирек жер иттрий оксиді, нанолантан оксиді жәненаноцерий оксидіжабынға ұнтақ қосылады, сыртқы қабырға қартаюға қарсы тұра алады. Сыртқы қабырға жабыны күннің ультракүлгін сәулелеріне және ұзақ уақыт жел мен күн әсерінен бояудың әсерінен қартаюға және құлап кетуге бейім болғандықтан, қосымшацерий оксидіжәнеиттрий оксидіультракүлгін сәулеленуге төтеп бере алады және оның бөлшектерінің мөлшері өте аз.Наноцерий оксидіультракүлгін сәуле жұтқыш ретінде пайдаланылады, ол ультракүлгін сәулелену салдарынан пластикалық өнімдердің қартаюын, сондай-ақ цистерналардың, автомобильдердің, кемелердің, мұнай сақтау резервуарларының және т.б. ультракүлгін қартаюын болдырмау үшін пайдаланылады және рөл атқарады деп күтілуде. сыртқы үлкен билбордтарда
Ең жақсы қорғаныс - бұл көгерудің, ылғалдың және ластанудың алдын алу үшін ішкі қабырға жабыны, өйткені оның бөлшектерінің мөлшері өте кішкентай, шаңның қабырғаға жабысуын қиындатады және оны сумен сүртуге болады. Нано үшін әлі де көптеген қолданулар барсирек жер оксидтеріәрі қарай зерттеу мен дамытуды қажет етеді және біз оның ертеңгі күні бұдан да жарқын болатынына шын жүректен үміттенеміз.
Жіберу уақыты: 03 қараша 2023 ж