यो दुर्लभ पृथ्वी सामग्री ठूलो क्षमता छ!

दुर्लभ पृथ्वी nanomaterials

दुर्लभ पृथ्वी न्यानोमेटेरियल्स दुर्लभ पृथ्वी तत्वहरूमा अद्वितीय 4f सब लेयर इलेक्ट्रोनिक संरचना, ठूलो आणविक चुम्बकीय क्षण, बलियो स्पिन कक्षा युग्मन र अन्य विशेषताहरू छन्, परिणामस्वरूप धेरै समृद्ध अप्टिकल, विद्युतीय, चुम्बकीय र अन्य गुणहरू छन्। तिनीहरू परम्परागत उद्योगहरूलाई रूपान्तरण गर्न र उच्च प्रविधिको विकास गर्न संसारभरका देशहरूका लागि अपरिहार्य रणनीतिक सामग्री हुन्, र "नयाँ सामग्रीको खजाना घर" भनेर चिनिन्छन्।

मेटलर्जिकल मेसिनरी, पेट्रोकेमिकल्स, गिलास सिरेमिक, र हल्का कपडा जस्ता परम्परागत क्षेत्रहरूमा यसको अनुप्रयोगहरूको अतिरिक्त,दुर्लभ पृथ्वीस्वच्छ ऊर्जा, ठूला सवारी साधनहरू, नयाँ ऊर्जा सवारी साधनहरू, अर्धचालक प्रकाश, र नयाँ डिस्प्लेहरू जस्ता उदीयमान क्षेत्रहरूमा मानव जीवनसँग घनिष्ट रूपमा सम्बन्धित मुख्य सहायक सामग्रीहरू पनि हुन्।

दशकौंको विकास पछि, दुर्लभ पृथ्वी सम्बन्धी अनुसन्धानको फोकस एकल उच्च-शुद्धता दुर्लभ पृथ्वीको गन्ध र विभाजनबाट चुम्बकत्व, अप्टिक्स, बिजुली, ऊर्जा भण्डारण, उत्प्रेरक, बायोमेडिसिन, मा दुर्लभ पृथ्वीहरूको उच्च-टेक अनुप्रयोगहरूमा सारिएको छ। र अन्य क्षेत्रहरू। एकातिर, भौतिक प्रणालीमा दुर्लभ पृथ्वी कम्पोजिट सामग्रीहरू तिर एक ठूलो प्रवृत्ति छ; अर्कोतर्फ, यो आकारविज्ञानको सन्दर्भमा कम आयामी कार्यात्मक क्रिस्टल सामग्रीहरूमा बढी केन्द्रित छ। विशेष गरी आधुनिक न्यानो विज्ञानको विकासको साथ, सानो आकारको प्रभावहरू, क्वान्टम प्रभावहरू, सतह प्रभावहरू, र न्यानोमटेरियलहरूको इन्टरफेस प्रभावहरू दुर्लभ पृथ्वी तत्वहरूको अद्वितीय इलेक्ट्रोनिक तह संरचना विशेषताहरूसँग संयोजन गर्दै, दुर्लभ पृथ्वी न्यानोमटेरियलहरूले परम्परागत सामग्रीहरू भन्दा फरक धेरै उपन्यास गुणहरू प्रदर्शन गर्दछ, अधिकतम। दुर्लभ पृथ्वी सामाग्री को उत्कृष्ट प्रदर्शन, र थप परम्परागत सामग्री र नयाँ उच्च प्रविधि निर्माण को क्षेत्र मा यसको आवेदन विस्तार।

हाल, त्यहाँ मुख्यतया निम्न उच्च आशाजनक दुर्लभ पृथ्वी न्यानो सामग्रीहरू छन्, अर्थात् दुर्लभ पृथ्वी न्यानो ल्युमिनेसेन्ट सामग्री, दुर्लभ पृथ्वी न्यानो उत्प्रेरक सामग्री, दुर्लभ पृथ्वी नानो चुम्बकीय सामग्री,नैनो सेरियम अक्साइडपराबैंगनी संरक्षण सामग्री, र अन्य नैनो कार्यात्मक सामग्री।

नम्बर १दुर्लभ पृथ्वी नैनो ल्युमिनेसेन्ट सामग्री

01. दुर्लभ पृथ्वी जैविक-अकार्बनिक हाइब्रिड ल्युमिनेसेन्ट न्यानोमेटेरियल्स

कम्पोजिट सामग्रीहरूले पूरक र अनुकूलित कार्यहरू प्राप्त गर्न आणविक स्तरमा विभिन्न कार्यात्मक एकाइहरू संयोजन गर्दछ। जैविक अकार्बनिक हाइब्रिड सामग्रीमा जैविक र अजैविक घटकहरूको कार्यहरू छन्, राम्रो मेकानिकल स्थिरता, लचिलोपन, थर्मल स्थिरता र उत्कृष्ट प्रक्रियाशीलता देखाउँदै।

 दुर्लभ पृथ्वीकम्प्लेक्सहरूमा धेरै फाइदाहरू छन्, जस्तै उच्च रंग शुद्धता, उत्साहित अवस्थाको लामो जीवन, उच्च क्वान्टम उपज, र समृद्ध उत्सर्जन स्पेक्ट्रम लाइनहरू। तिनीहरू व्यापक रूपमा धेरै क्षेत्रहरूमा प्रयोग गरिन्छ, जस्तै प्रदर्शन, अप्टिकल वेभगाइड प्रवर्धन, ठोस-राज्य लेजरहरू, बायोमार्कर, र एन्टी-काउन्टरफिटिंग। यद्यपि, कम फोटोथर्मल स्थिरता र दुर्लभ पृथ्वी कम्प्लेक्सहरूको कमजोर प्रक्रियाशीलताले तिनीहरूको आवेदन र प्रवर्द्धनलाई गम्भीर रूपमा बाधा पुर्‍याउँछ। राम्रा मेकानिकल गुणहरू र स्थिरताका साथ अकार्बनिक म्याट्रिक्सहरूका साथ दुर्लभ पृथ्वी परिसरहरू संयोजन दुर्लभ पृथ्वी परिसरहरूको चमक गुणहरू सुधार गर्ने प्रभावकारी तरिका हो।

दुर्लभ पृथ्वी जैविक अकार्बनिक हाइब्रिड सामग्रीको विकास पछि, तिनीहरूको विकास प्रवृत्तिले निम्न विशेषताहरू देखाउँछ:

① रासायनिक डोपिङ विधिद्वारा प्राप्त हाइब्रिड सामग्रीमा स्थिर सक्रिय कम्पोनेन्टहरू, उच्च डोपिङ मात्रा र कम्पोनेन्टहरूको समान वितरण हुन्छ;

② एकल कार्यात्मक सामग्रीबाट बहु-कार्यात्मक सामग्रीमा रूपान्तरण गर्दै, तिनीहरूका अनुप्रयोगहरूलाई अझ व्यापक बनाउन बहु-कार्यात्मक सामग्रीहरू विकास गर्दै;

③ म्याट्रिक्स विविध छ, मुख्यतया सिलिका देखि विभिन्न सब्सट्रेटहरू जस्तै टाइटेनियम डाइअक्साइड, जैविक पोलिमर, माटो, र आयनिक तरल पदार्थहरूमा।

02. सेतो एलईडी दुर्लभ पृथ्वी luminescent सामग्री

विद्यमान प्रकाश प्रविधिहरूसँग तुलना गर्दा, प्रकाश-उत्सर्जक डायोडहरू (LEDs) जस्ता अर्धचालक प्रकाश उत्पादनहरूमा लामो सेवा जीवन, कम ऊर्जा खपत, उच्च उज्यालो दक्षता, पारा मुक्त, UV मुक्त, र स्थिर सञ्चालन जस्ता फाइदाहरू छन्। तिनीहरूलाई इन्यान्डेसेन्ट बत्तीहरू, फ्लोरोसेन्ट बत्तीहरू, र उच्च-शक्तिको ग्यास डिस्चार्ज बत्तीहरू (HIDs) पछि "चौथो पुस्ताको प्रकाश स्रोत" मानिन्छ।

सेतो एलईडी चिप्स, सब्सट्रेट्स, फस्फोर्स र ड्राइभरहरू मिलेर बनेको हुन्छ। दुर्लभ पृथ्वी फ्लोरोसेन्ट पाउडर सेतो एलईडी को प्रदर्शन मा एक महत्वपूर्ण भूमिका खेल्छ। हालैका वर्षहरूमा, सेतो एलईडी फास्फोरहरूमा ठूलो मात्रामा अनुसन्धान कार्य गरिएको छ र उत्कृष्ट प्रगति गरिएको छ:

① नीलो एलईडी (460m) द्वारा उत्साहित नयाँ प्रकारको फस्फरको विकासले प्रकाश दक्षता र रङ रेन्डरिङ सुधार गर्न नीलो एलईडी चिपहरूमा प्रयोग गरिएको YAO2Ce (YAG: Ce) मा डोपिङ र परिमार्जन अनुसन्धान गरेको छ;

② पराबैंगनी प्रकाश (400m) वा पराबैंगनी प्रकाश (360mm) द्वारा उत्साहित नयाँ फ्लोरोसेन्ट पाउडरहरूको विकासले रातो र हरियो नीलो फ्लोरोसेन्ट पाउडरहरूको संरचना, संरचना र वर्णक्रमीय विशेषताहरू, साथै तीन फ्लोरोसेन्ट पाउडरहरूको विभिन्न अनुपातहरूको व्यवस्थित रूपमा अध्ययन गरेको छ। विभिन्न रंग तापमान संग सेतो एलईडी प्राप्त गर्न;

③ फ्लोरोसेन्ट पाउडरको तयारी प्रक्रियामा आधारभूत वैज्ञानिक मुद्दाहरूमा थप काम गरिएको छ, जस्तै फ्लक्समा तयारी प्रक्रियाको प्रभाव, फ्लोरोसेन्ट पाउडरको गुणस्तर र स्थिरता सुनिश्चित गर्न।

थप रूपमा, सेतो प्रकाश एलईडी मुख्यतया फ्लोरोसेन्ट पाउडर र सिलिकन को मिश्रित प्याकेजिङ्ग प्रक्रिया अपनाउछ। फ्लोरोसेन्ट पाउडरको कमजोर थर्मल चालकताको कारणले, लामो समयसम्म काम गर्ने समयको कारणले गर्दा यन्त्र तातिनेछ, जसले सिलिकन बुढ्यौली निम्त्याउँछ र उपकरणको सेवा जीवन छोटो पार्छ। यो समस्या उच्च शक्ति सेतो प्रकाश एलईडी मा विशेष गरी गम्भीर छ। रिमोट प्याकेजिङ्ग यो समस्या समाधान गर्ने एउटा तरिका हो फ्लोरोसेन्ट पाउडरलाई सब्सट्रेटमा जोडेर र यसलाई नीलो एलईडी प्रकाश स्रोतबाट अलग गरेर, जसले गर्दा फ्लोरोसेन्ट पाउडरको लुमिनेसेन्ट प्रदर्शनमा चिपद्वारा उत्पन्न हुने तापको प्रभावलाई कम गर्छ। यदि दुर्लभ पृथ्वी फ्लोरोसेन्ट सिरेमिकहरूमा उच्च थर्मल चालकता, उच्च जंग प्रतिरोध, उच्च स्थिरता, र उत्कृष्ट अप्टिकल आउटपुट प्रदर्शनको विशेषताहरू छन् भने, तिनीहरूले उच्च ऊर्जा घनत्वको साथ उच्च-शक्ति सेतो एलईडीको आवेदन आवश्यकताहरू अझ राम्रोसँग पूरा गर्न सक्छन्। उच्च सिन्टरिङ गतिविधि र उच्च फैलावट भएका माइक्रो नानो पाउडरहरू उच्च पारदर्शिता दुर्लभ पृथ्वी अप्टिकल फंक्शनल सिरेमिकहरू उच्च अप्टिकल आउटपुट कार्यसम्पादनको तयारीको लागि एक महत्त्वपूर्ण शर्त भएको छ।

 03. दुर्लभ पृथ्वी अपरूपान्तरण luminescent nanomaterials

 Upconversion luminescence एक विशेष प्रकारको luminescence प्रक्रिया हो जसलाई luminescent सामग्रीहरू द्वारा बहु कम-ऊर्जा फोटानको अवशोषण र उच्च-ऊर्जा फोटान उत्सर्जनको उत्पादन द्वारा विशेषता गरिन्छ। परम्परागत अर्गानिक डाई अणुहरू वा क्वान्टम डटहरूसँग तुलना गर्दा, दुर्लभ पृथ्वी अपरूपान्तरण ल्युमिनेसेन्ट न्यानोमटेरियलहरूमा धेरै फाइदाहरू छन् जस्तै ठूलो एन्टि स्टोक्स सिफ्ट, साँघुरो उत्सर्जन ब्यान्ड, राम्रो स्थिरता, कम विषाक्तता, उच्च टिश्यू प्रवेश गहिराइ, र कम सहज प्रतिदीप्ति हस्तक्षेप। तिनीहरूसँग बायोमेडिकल क्षेत्रमा व्यापक आवेदन सम्भावनाहरू छन्।

हालैका वर्षहरूमा, दुर्लभ पृथ्वी अपरूपान्तरण luminescent nanomaterials संश्लेषण, सतह परिमार्जन, सतह कार्यक्षमता, र बायोमेडिकल अनुप्रयोगहरूमा महत्त्वपूर्ण प्रगति गरेको छ। मानिसहरूले न्यानोस्केलमा तिनीहरूको संरचना, चरण अवस्था, आकार, इत्यादिलाई अनुकूलन गरेर, र संक्रमण सम्भावना बढाउनको लागि, ल्युमिनेसेन्स शमन केन्द्र कम गर्न कोर/शेल संरचना संयोजन गरेर सामग्रीको ल्युमिनेसेन्स प्रदर्शन सुधार गर्दछ। रासायनिक परिमार्जन गरेर, विषाक्तता कम गर्नको लागि राम्रो बायोकम्प्याटिबिलिटी भएका प्रविधिहरू स्थापना गर्नुहोस्, र लुमिनेसेन्ट जीवित कोशिकाहरू र भिभोमा अपरूपान्तरण गर्न इमेजिङ विधिहरू विकास गर्नुहोस्; विभिन्न अनुप्रयोगहरूको आवश्यकताहरूमा आधारित कुशल र सुरक्षित जैविक युग्मन विधिहरू विकास गर्नुहोस् (प्रतिरक्षा पत्ता लगाउने कोशिकाहरू, भिभो फ्लोरोसेन्स इमेजिङमा, फोटोडायनामिक थेरापी, फोटोथर्मल थेरापी, फोटो नियन्त्रित रिलीज ड्रग्स, आदि)।

यस अध्ययनको प्रयोगको ठूलो सम्भावना र आर्थिक लाभहरू छन्, र नानोमेडिसिनको विकास, मानव स्वास्थ्यको प्रवर्द्धन र सामाजिक प्रगतिको लागि महत्त्वपूर्ण वैज्ञानिक महत्त्व छ।

नम्बर 2 दुर्लभ पृथ्वी नैनो चुम्बकीय सामग्री

 
दुर्लभ पृथ्वी स्थायी चुम्बक सामग्री तीन विकास चरणहरू पार गरेको छ: SmCo5, Sm2Co7, र Nd2Fe14B। बन्डेड स्थायी चुम्बक सामग्रीहरूको लागि छिटो निभाउने NdFeB चुम्बकीय पाउडरको रूपमा, अन्नको आकार 20nm देखि 50nm सम्म हुन्छ, यसले यसलाई एक विशिष्ट nanocrystalline दुर्लभ पृथ्वी स्थायी चुम्बक सामग्री बनाउँछ।

दुर्लभ पृथ्वी नानोमैग्नेटिक सामग्रीमा सानो आकार, एकल डोमेन संरचना, र उच्च जबरजस्तीको विशेषताहरू छन्। चुम्बकीय रेकर्डिङ सामग्रीको प्रयोगले संकेत-देखि-शोर अनुपात र छवि गुणस्तर सुधार गर्न सक्छ। यसको सानो आकार र उच्च विश्वसनीयताको कारण, माइक्रो मोटर प्रणालीहरूमा यसको प्रयोग उड्डयन, एयरोस्पेस, र समुद्री मोटरहरूको नयाँ पुस्ताको विकासको लागि महत्त्वपूर्ण दिशा हो। चुम्बकीय मेमोरी, चुम्बकीय तरल पदार्थ, विशाल चुम्बकीय प्रतिरोध सामग्रीहरूको लागि, प्रदर्शन धेरै सुधार गर्न सकिन्छ, उपकरणहरू उच्च-प्रदर्शन र लघु बनाइन्छ।

नम्बर ३दुर्लभ पृथ्वी नैनोउत्प्रेरक सामग्री

दुर्लभ पृथ्वी उत्प्रेरक सामग्रीले लगभग सबै उत्प्रेरक प्रतिक्रियाहरू समावेश गर्दछ। सतही प्रभावहरू, भोल्युम प्रभावहरू, र क्वान्टम साइज प्रभावहरूका कारण, दुर्लभ पृथ्वी नानो टेक्नोलोजीले बढ्दो ध्यान आकर्षित गरेको छ। धेरै रासायनिक प्रतिक्रियाहरूमा, दुर्लभ पृथ्वी उत्प्रेरकहरू प्रयोग गरिन्छ। यदि दुर्लभ पृथ्वी nanocatalysts प्रयोग गरिन्छ, उत्प्रेरक गतिविधि र दक्षता धेरै सुधार हुनेछ।

दुर्लभ पृथ्वी nanocatalysts सामान्यतया पेट्रोलियम उत्प्रेरक क्र्याकिंग र मोटर वाहन निकास को शुद्धीकरण उपचार मा प्रयोग गरिन्छ। सबैभन्दा सामान्य रूपमा प्रयोग हुने दुर्लभ पृथ्वी nanocatalytic सामग्री होCeO2रLa2O3, जसलाई उत्प्रेरक र प्रवर्द्धकहरू, साथै उत्प्रेरक वाहकहरूको रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ।

नम्बर ४नानो सेरियम अक्साइडपराबैंगनी संरक्षण सामग्री

नानो सेरियम अक्साइडलाई तेस्रो पुस्ताको पराबैंगनी आइसोलेशन एजेन्टको रूपमा चिनिन्छ, राम्रो अलगाव प्रभाव र उच्च प्रसारण क्षमताको साथ। सौन्दर्य प्रसाधनहरूमा, कम उत्प्रेरक गतिविधि नैनो सेरियालाई यूभी आइसोलेटिंग एजेन्टको रूपमा प्रयोग गर्नुपर्छ। तसर्थ, नानो सेरियम अक्साइड पराबैंगनी संरक्षण सामग्रीको बजार ध्यान र मान्यता उच्च छ। एकीकृत सर्किट एकीकरणको निरन्तर सुधारलाई एकीकृत सर्किट चिप निर्माण प्रक्रियाहरूको लागि नयाँ सामग्री चाहिन्छ। नयाँ सामग्रीहरूमा पालिश गर्ने तरलहरूका लागि उच्च आवश्यकताहरू छन्, र सेमीकन्डक्टर दुर्लभ पृथ्वी पालिश गर्ने तरलहरूले यो आवश्यकता पूरा गर्न आवश्यक छ, छिटो पालिश गर्ने गति र कम पालिश गर्ने भोल्युमको साथ। न्यानो दुर्लभ पृथ्वी पालिस गर्ने सामग्रीको फराकिलो बजार छ।

कारको स्वामित्वमा भएको उल्लेखनीय वृद्धिले गम्भीर वायु प्रदूषण निम्त्याएको छ, र कार निकास शुद्धीकरण उत्प्रेरकहरूको स्थापना निकास प्रदूषण नियन्त्रण गर्ने सबैभन्दा प्रभावकारी तरिका हो। नानो सेरियम जिरकोनियम कम्पोजिट अक्साइडले टेल ग्याँस शुद्धिकरणको गुणस्तर सुधार गर्न महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्छ।

No.5 अन्य नैनो कार्यात्मक सामग्री

01. दुर्लभ पृथ्वी न्यानो सिरेमिक सामग्री

नानो सिरेमिक पाउडरले सिन्टेरिङको तापक्रमलाई उल्लेखनीय रूपमा घटाउन सक्छ, जुन 200 ℃ ~ 300 ℃ समान संरचना भएको गैर न्यानो सिरेमिक पाउडर भन्दा कम छ। सिरेमिकमा न्यानो CeO2 थप्दा सिन्टेरिङको तापक्रम घटाउन सक्छ, जालीको वृद्धिलाई रोक्छ र सिरेमिकको घनत्व सुधार गर्न सक्छ। जस्तै दुर्लभ पृथ्वी तत्वहरू थप्दैY2O3, CeO2, or La2O3 to ZrO2ZrO2 को उच्च-तापमान चरण रूपान्तरण र एम्ब्रिटलमेन्ट रोक्न सक्छ, र ZrO2 चरण रूपान्तरण कडा सिरेमिक संरचनात्मक सामग्रीहरू प्राप्त गर्न सक्छ।

अल्ट्राफाइन वा नानोस्केल CeO2, Y2O3 प्रयोग गरेर तयार पारिएको इलेक्ट्रोनिक सिरेमिक (इलेक्ट्रोनिक सेन्सर, PTC सामग्री, माइक्रोवेभ सामग्री, क्यापेसिटर, थर्मिस्टर्स, आदि)Nd2O3, Sm2O3, इत्यादिले बिजुली, थर्मल, र स्थिरता गुणहरू सुधार गरेको छ।

ग्लेज सूत्रमा दुर्लभ पृथ्वी सक्रिय फोटोकाटालिटिक कम्पोजिट सामग्रीहरू थप्दा दुर्लभ पृथ्वी एन्टिब्याक्टेरियल सिरेमिकहरू तयार गर्न सकिन्छ।

02. दुर्लभ पृथ्वी न्यानो पातलो फिल्म सामग्री

 विज्ञान र प्रविधिको विकासको साथ, उत्पादनहरूको लागि कार्यसम्पादन आवश्यकताहरू बढ्दो रूपमा कडा हुँदै गइरहेका छन्, अल्ट्रा-फाइन, अल्ट्रा-थिन, अल्ट्रा-उच्च घनत्व, र उत्पादनहरूको अल्ट्रा-फिलिंग आवश्यक छ। हाल, दुर्लभ अर्थ नानो फिल्महरूको तीन प्रमुख कोटीहरू विकसित छन्: दुर्लभ अर्थ जटिल न्यानो फिल्महरू, दुर्लभ अर्थ अक्साइड न्यानो फिल्महरू, र दुर्लभ अर्थ नानो मिश्र धातु फिल्महरू। दुर्लभ अर्थ नानो फिल्महरूले सूचना उद्योग, उत्प्रेरक, ऊर्जा, यातायात, र जीवन चिकित्सामा पनि महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्छन्।

निष्कर्ष

चीन दुर्लभ पृथ्वी स्रोतको प्रमुख देश हो। दुर्लभ पृथ्वी न्यानोमेटेरियलहरूको विकास र प्रयोग दुर्लभ पृथ्वी स्रोतहरूलाई प्रभावकारी रूपमा प्रयोग गर्ने नयाँ तरिका हो। दुर्लभ पृथ्वीको प्रयोगको दायरा विस्तार गर्न र नयाँ कार्यात्मक सामग्रीको विकासलाई बढावा दिनको लागि, नानोस्केलमा अनुसन्धान आवश्यकताहरू पूरा गर्न, दुर्लभ पृथ्वी न्यानोमटेरियलहरूलाई राम्रो प्रदर्शन गर्न, र उद्भव बनाउन सामग्री सिद्धान्तमा नयाँ सैद्धान्तिक प्रणाली स्थापना गर्नुपर्छ। नयाँ गुण र कार्यहरू सम्भव छ।