Gadolinium, elementul 64 din tabelul periodic.
Lantanida din tabelul periodic sunt o familie numeroasă, iar proprietățile lor chimice sunt foarte asemănătoare între ele, deci este dificil să le separați. În 1789, chimistul finlandez John Gadolin a obținut un oxid de metal și a descoperit primul oxid de pământ rar -Oxid de yttrium (iii)Prin analiză, deschiderea istoriei descoperirii elementelor de pământ rare. În 1880, omul de știință suedez Demeriak a descoperit două noi elemente, dintre care unul a fost confirmat ulteriorSamarium, iar celălalt a fost identificat oficial ca un nou element, Gadolinium, după ce a fost purificat de chimistul francez Debuwa Bodand.
Elementul gadolinium provine din minereu de gadolinium de beriliu de siliciu, care este ieftin, moale în textură, bun în ductilitate, magnetic la temperatura camerei și este un element de pământ relativ activ rar. Este relativ stabil în aerul uscat, dar își pierde luciul în umiditate, formând fulg liber și ușor detașat ca oxizi albi. Când este ars în aer, poate genera oxizi albi. Gadoliniul reacționează lent cu apă și se poate dizolva în acid pentru a forma săruri incolore. Proprietățile sale chimice sunt foarte asemănătoare cu alte lantanide, dar proprietățile sale optice și magnetice sunt ușor diferite. Gadoliniul este paramagnetism la temperatura camerei și ferromagnetic după răcire. Caracteristicile sale pot fi utilizate pentru a îmbunătăți magneții permanenți.
Folosind paramagnetismul gadoliniului, agentul de gadolinium produs a devenit un agent de contrast bun pentru RMN. Au fost inițiate auto -cercetarea tehnologiei de imagistică prin rezonanță magnetică nucleară și au fost legate de 6 premii Nobel. Rezonanța magnetică nucleară este cauzată în principal de mișcarea de rotire a nucleelor atomice, iar mișcarea de rotire a diferitelor nuclee atomice variază. Pe baza undelor electromagnetice emise prin atenuare diferită în diferite medii structurale, se poate determina poziția și tipul de nuclee atomice care alcătuiesc acest obiect și se poate desena imaginea structurală internă a obiectului. Sub acțiunea unui câmp magnetic, semnalul tehnologiei de imagistică prin rezonanță magnetică nucleară provine din rotirea anumitor nuclee atomice, cum ar fi nucleele de hidrogen din apă. Cu toate acestea, aceste nuclee capabile de spin sunt încălzite în câmpul RF al rezonanței magnetice, similar cu un cuptor cu microunde, care de obicei slăbește semnalul tehnologiei de imagistică prin rezonanță magnetică. Ionul de gadolinium nu numai că are un moment magnetic de rotire foarte puternic, care ajută la rotirea nucleului atomic, îmbunătățește probabilitatea de recunoaștere a țesutului bolnav, dar, de asemenea, păstrează miraculos rece. Cu toate acestea, gadoliniul are o anumită toxicitate, iar în medicină, liganzii chelatori sunt folosiți pentru a încapsula ionii de gadoliniu pentru a -i împiedica să intre în țesuturile umane.
Gadoliniul are un efect magnetocaloric puternic la temperatura camerei, iar temperatura sa variază în funcție de intensitatea câmpului magnetic, ceea ce aduce o aplicație interesantă - refrigerare magnetică. În timpul procesului de refrigerare, datorită orientării dipolului magnetic, materialul magnetic se va încălzi sub un anumit câmp magnetic extern. Când câmpul magnetic este îndepărtat și izolat, temperatura materialului scade. Acest tip de răcire magnetică poate reduce utilizarea de frigideri precum Freon și se poate răci rapid. În prezent, lumea încearcă să dezvolte aplicarea gadoliniului și a aliajelor sale în acest domeniu și să producă un răcitor magnetic mic și eficient. Sub utilizarea gadoliniului, se pot obține temperaturi ultra-scăzute, astfel încât gadoliniul este cunoscut și ca „cel mai rece metal din lume”.
Izotopii de gadolinium GD-155 și GD-157 au cea mai mare secțiune de absorbție a neutronilor termici printre toate izotopii naturali și poate folosi o cantitate mică de gadolinium pentru a controla funcționarea normală a reactoarelor nucleare. Astfel, s -au născut reactoarele cu apă ușoară pe bază de gadolinium și tija de control a gadoliniului, ceea ce poate îmbunătăți siguranța reactoarelor nucleare, reducând în același timp costurile.
Gadoliniul are, de asemenea, proprietăți optice excelente și poate fi utilizat pentru a face izolatoare optice, similare cu diodele din circuite, cunoscute și sub denumirea de diode care emit de lumină. Acest tip de diodă care emite lumină nu numai că permite trecerea luminii într-o direcție, dar blochează și reflectarea ecourilor în fibra optică, asigurând puritatea transmisiei semnalului optic și îmbunătățind eficiența de transmisie a undelor de lumină. Gadolinium Gallium Garnet este unul dintre cele mai bune materiale de substrat pentru fabricarea izolatoarelor optice.
Timpul post: 06-2023 iulie