Gadolin, element 64 tabeli okresowej.
Lantanid w stole okresowym jest dużą rodziną, a ich właściwości chemiczne są bardzo podobne do siebie, więc trudno jest je rozdzielić. W 1789 r. Fiński chemik John Gadolin uzyskał tlenek metalu i odkrył pierwszy tlenek ziem rzadkich -Tlenek Yttrium (III)Poprzez analizę otwierając historię odkrywania elementów ziem rzadkich. W 1880 r. Szwedzki naukowiec Demeriak odkrył dwa nowe elementy, z których jeden został później potwierdzonysamar, a drugi został oficjalnie zidentyfikowany jako nowy element, Gadolinium, po oczyszczeniu przez francuską chemikę Debuwa Bodeland.
Element gadolinowy pochodzi z silikonowej rudy gadolinowej berylu, która jest tanie, miękkie w konsystencji, dobre w plastyczności, magnetyczne w temperaturze pokojowej i jest stosunkowo aktywnym pierwiastkiem ziem rzadkich. Jest stosunkowo stabilny w suchym powietrzu, ale traci swój połysk wilgotności, tworząc luźny i łatwo oderwany płatek jak białe tlenki. Po spaleniu w powietrzu może generować białe tlenki. Gadolinium reaguje powoli z wodą i może rozpuścić się w kwasie, tworząc bezbarwne sole. Jego właściwości chemiczne są bardzo podobne do innego lantanowca, ale jego właściwości optyczne i magnetyczne są nieco inne. Gadolinium to paramagnetyzm w temperaturze pokojowej i po chłodzeniu. Jego cechy można wykorzystać do poprawy magnesów stałych.
Stosując paramagnetyzm gadoliny, wytwarzany czynnik gadolinowy stał się dobrym środkiem kontrastowym dla NMR. Zainicjowano samoocenę technologii obrazowania rezonansu magnetycznego jądrowego i powiązano z nim 6 nagród Nobla. Nuklearne rezonans magnetyczny jest spowodowany głównie ruchem wirowania jąder atomowych, a ruch wirowania różnych jąder atomowych jest różny. W oparciu o fale elektromagnetyczne emitowane przez różne tłumienie w różnych środowiskach strukturalnych, pozycja i rodzaj jąder atomowych, które tworzą ten obiekt, można określić, a wewnętrzny obraz strukturalny obiektu można narysować. Zgodnie z działaniem pola magnetycznego sygnał technologii obrazowania rezonansu magnetycznego jądrowego pochodzi z spinu niektórych jąder atomowych, takich jak jądra wodoru w wodzie. Jednak te jądra zdolne do spinu są podgrzewane w polu RF rezonansu magnetycznego, podobnie jak piekarnik mikrofalowy, który zwykle osłabia sygnał technologii obrazowania rezonansu magnetycznego. Jon gadolinowy ma nie tylko bardzo silny moment magnetyczny spinowy, który pomaga obrócić jądra atomowe, poprawia prawdopodobieństwo rozpoznawania chorych tkanki, ale także cudownie zachowuje spokój. Jednak gadolin ma pewną toksyczność, aw medycynie ligandę chelatingową stosuje się do kapsułkowania jonów gadolinowych, aby zapobiec im wejściu do tkanek ludzkich.
Gadolin ma silny efekt magnetokaloryczny w temperaturze pokojowej, a jego temperatura zmienia się w zależności od intensywności pola magnetycznego, co wywołuje interesujące zastosowanie - chłodzenie magnetyczne. Podczas procesu chłodzenia, z powodu orientacji dipolu magnetycznego, materiał magnetyczny rozgrzeje się pod pewnym zewnętrznym polem magnetycznym. Gdy pole magnetyczne jest usuwane i izolowane, temperatura materiału maleje. Ten rodzaj chłodzenia magnetycznego może zmniejszyć stosowanie czynników chłodniczych, takich jak Freon i szybko się ochłodzić. Obecnie świat próbuje rozwinąć zastosowanie gadolinu i jego stopów w tej dziedzinie oraz wytworzyć małą i wydajną chłodnicę magnetyczną. Przy użyciu gadolinu można osiągnąć ultra niskie temperatury, więc gadolin jest również znany jako „najzimniejszy metal na świecie”.
Izotopy gadolinowe GD-155 i GD-157 mają największy przekrój absorpcji neutronów termicznych wśród wszystkich naturalnych izotopów i mogą wykorzystywać niewielką ilość gadolinu do kontrolowania normalnego działania reaktorów jądrowych. Zatem narodziły się reaktory lekkiej wody na bazie gadolinu i pręt kontrolny gadolinu, które mogą poprawić bezpieczeństwo reaktorów jądrowych przy jednoczesnym zmniejszeniu kosztów.
Gadolin ma również doskonałe właściwości optyczne i może być stosowane do wytwarzania izolatorów optycznych, podobnych do diod w obwodach, znanych również jako diody emitujące światło. Ten rodzaj diody emitującej światło nie tylko pozwala światło przechodzić w jednym kierunku, ale także blokuje odbicie echa w światłowodzie, zapewniając czystość transmisji sygnału optycznego i poprawiając wydajność transmisji fal światła. Garnet gadolinium gallium jest jednym z najlepszych materiałów podłoża do wytwarzania izolatorów optycznych.
Czas po: 06-2023 lipca