Gadolinium, elemen 64 dari jadual berkala.
Lanthanide dalam jadual berkala adalah keluarga yang besar, dan sifat kimia mereka sangat serupa antara satu sama lain, jadi sukar untuk memisahkannya. Pada tahun 1789, ahli kimia Finland John Gadolin memperoleh oksida logam dan menemui oksida nadir pertama -Yttrium (iii) oksidaMelalui analisis, membuka sejarah penemuan unsur -unsur nadir bumi. Pada tahun 1880, saintis Sweden Demeriak menemui dua elemen baru, salah satunya kemudiannya disahkanSamarium, dan yang lain secara rasmi dikenal pasti sebagai elemen baru, Gadolinium, selepas disucikan oleh ahli kimia Perancis Debuwa Bodeland.
Elemen gadolinium berasal dari bijih berilium silikon gadolinium, yang murah, lembut dalam tekstur, baik dalam kemuluran, magnet pada suhu bilik, dan merupakan unsur nadir bumi yang agak aktif. Ia agak stabil di udara kering, tetapi kehilangan kilauannya dalam kelembapan, membentuk serpihan longgar dan mudah dipisahkan seperti oksida putih. Apabila dibakar di udara, ia boleh menjana oksida putih. Gadolinium bertindak perlahan dengan air dan boleh membubarkan asid untuk membentuk garam tanpa warna. Sifat kimianya sangat mirip dengan lanthanide lain, tetapi sifat optik dan magnetnya sedikit berbeza. Gadolinium adalah paramagnetisme pada suhu bilik dan ferromagnet selepas penyejukan. Certinya boleh digunakan untuk meningkatkan magnet kekal.
Menggunakan paramagnetisme gadolinium, agen gadolinium yang dihasilkan telah menjadi agen kontras yang baik untuk NMR. Penyelidikan diri teknologi pengimejan resonans magnetik nuklear telah dimulakan, dan terdapat 6 hadiah Nobel yang berkaitan dengannya. Resonans magnetik nuklear terutamanya disebabkan oleh gerakan spin nukleus atom, dan gerakan spin nukleus atom yang berbeza berbeza -beza. Berdasarkan gelombang elektromagnet yang dipancarkan oleh pelemahan yang berbeza dalam persekitaran struktur yang berbeza, kedudukan dan jenis nukleus atom yang membentuk objek ini dapat ditentukan, dan imej struktur dalaman objek dapat ditarik. Di bawah tindakan medan magnet, isyarat teknologi pengimejan resonans magnetik nuklear berasal dari spin nukleus atom tertentu, seperti nukleus hidrogen dalam air. Walau bagaimanapun, nukleus yang berkebolehan berputar ini dipanaskan dalam medan RF resonans magnetik, sama dengan ketuhar gelombang mikro, yang biasanya melemahkan isyarat teknologi pengimejan resonans magnetik. Ion Gadolinium bukan sahaja mempunyai momen magnet yang sangat kuat, yang membantu putaran nukleus atom, meningkatkan kebarangkalian pengiktirafan tisu berpenyakit, tetapi juga secara ajaib tetap sejuk. Walau bagaimanapun, gadolinium mempunyai ketoksikan tertentu, dan dalam bidang perubatan, ligan chelating digunakan untuk merangkum ion gadolinium untuk menghalang mereka daripada memasuki tisu manusia.
Gadolinium mempunyai kesan magnetocaloric yang kuat pada suhu bilik, dan suhunya berbeza dengan intensiti medan magnet, yang membawa aplikasi yang menarik - penyejukan magnet. Semasa proses penyejukan, disebabkan oleh orientasi dipole magnet, bahan magnet akan dipanaskan di bawah medan magnet luaran tertentu. Apabila medan magnet dikeluarkan dan terlindung, suhu bahan berkurangan. Penyejukan magnet semacam ini dapat mengurangkan penggunaan penyejuk seperti freon dan sejuk dengan cepat. Pada masa ini, dunia cuba membangunkan penggunaan gadolinium dan aloinya dalam bidang ini, dan menghasilkan penyejuk magnet yang kecil dan cekap. Di bawah penggunaan gadolinium, suhu ultra rendah dapat dicapai, jadi gadolinium juga dikenali sebagai "logam paling sejuk di dunia".
Gadolinium isotop GD-155 dan GD-157 mempunyai seksyen penyerapan neutron termal terbesar di antara semua isotop semulajadi, dan boleh menggunakan sedikit gadolinium untuk mengawal operasi biasa reaktor nuklear. Oleh itu, reaktor air ringan berasaskan gadolinium dan rod kawalan gadolinium dilahirkan, yang dapat meningkatkan keselamatan reaktor nuklear sambil mengurangkan kos.
Gadolinium juga mempunyai sifat optik yang sangat baik dan boleh digunakan untuk membuat isolator optik, sama dengan diod dalam litar, juga dikenali sebagai diod pemancar cahaya. Ini jenis diod pemancar cahaya bukan sahaja membolehkan cahaya untuk lulus dalam satu arah, tetapi juga menghalang refleksi gema dalam serat optik, memastikan kesucian penghantaran isyarat optik dan meningkatkan kecekapan penghantaran gelombang cahaya. Gadolinium Gallium Garnet adalah salah satu bahan substrat terbaik untuk membuat isolator optik.
Masa Post: Jul-06-2023