Nanotehnologia este un domeniu interdisciplinar în curs de dezvoltare care s-a dezvoltat treptat la sfârșitul anilor 1980 și începutul anilor 1990. Datorită potențialului său enorm de a crea noi procese de producție, materiale și produse, va declanșa o nouă revoluție industrială în noul secol. Nivelul actual de dezvoltare al nanoștiinței și nanotehnologiei este similar cu cel al computerelor și tehnologiei informației din anii 1950. Majoritatea oamenilor de știință implicați în acest domeniu anticipează că dezvoltarea nanotehnologiei va avea un impact larg și profund asupra multor aspecte ale tehnologiei. Oamenii de știință cred că are proprietăți ciudate și proprietăți unice, precum și principalele efecte limitative care duc la proprietățile ciudate ale nano.pământ rarmaterialele includ efect de suprafață specific, efect de dimensiune mică, efect de interfață, efect de transparență, efect de tunel și efect cuantic macroscopic. Aceste efecte fac ca proprietățile fizice ale nanosistemelor să fie diferite de materialele convenționale, cum ar fi lumina, electricitatea, căldura și magnetismul, rezultând multe caracteristici noi. Există trei direcții principale în care viitorii oameni de știință să cerceteze și să dezvolte nanotehnologia: pregătirea și aplicarea nanomaterialelor de înaltă performanță; Proiectați și pregătiți diferite dispozitive și echipamente nano; Detectați și analizați proprietățile nano-regiunilor. În prezent, există în principal câteva direcții de aplicare pentru nanopământ rars, și utilizările viitoare ale nanopământuri raretrebuie dezvoltate în continuare.
Nano oxid de lantanse aplică materialelor piezoelectrice, materialelor electrotermale, materialelor termoelectrice, materialelor magnetorezistive, materialelor luminiscente (pulbere albastră), materialelor de stocare a hidrogenului, sticlei optice, materialelor laser, diferitelor materiale aliaje, catalizatori pentru prepararea produselor chimice organice și catalizatori pentru neutralizarea eșapamentului auto. Filmele agricole de conversie ușoară sunt, de asemenea, aplicatenano oxid de lantan.
Principalele utilizări alenano ceriainclud: 1. Ca aditiv pentru sticlă,nano ceriapoate absorbi razele ultraviolete și infraroșii și a fost aplicat pe sticla auto. Nu numai că poate preveni radiațiile ultraviolete, dar poate și reduce temperatura din interiorul mașinii, economisind astfel energie electrică pentru aer condiționat. 2. Aplicarea denano oxid de ceriuîn purificarea gazelor de eșapament auto, catalizatorii pot împiedica în mod eficient descărcarea în aer a unei cantități mari de gaze de eșapament auto. 3.Nano oxid de ceriupoate fi aplicat pe pigmenți pentru a colora materialele plastice și poate fi, de asemenea, utilizat în industrii precum acoperiri, cerneală și hârtie. 4. Aplicarea denano ceriaîn materiale de lustruit a fost recunoscută pe scară largă ca o cerință de înaltă precizie pentru lustruirea plachetelor de siliciu și a substraturilor cu un singur cristal de safir. 5. În plus,nano ceriapoate fi aplicat și la materiale de stocare a hidrogenului, materiale termoelectrice,nano ceriaelectrozi de wolfram, condensatoare ceramice, ceramică piezoelectrică,nano ceria carbură de siliciuabrazivi, materii prime pentru celule de combustie, catalizatori de benzină, anumite materiale cu magneti permanenți, diverse oțeluri aliate și metale neferoase.
NanometruOxid de praseodim (Pr6O11)
Principalele utilizări alenano oxid de praseodiminclud: 1. Este utilizat pe scară largă în ceramică de construcție și ceramică de zi cu zi. Poate fi amestecat cu glazură ceramică pentru a face glazură colorată sau poate fi folosit doar ca pigment de subglazură. Pigmentul produs este galben deschis, cu un ton de culoare pur și elegant. 2. Folosit pentru fabricarea magneților permanenți, utilizați pe scară largă în diverse dispozitive electronice și motoare. 3. Folosit pentru cracarea catalitică a petrolului, poate îmbunătăți activitatea catalitică, selectivitatea și stabilitatea. 4.Nano oxid de praseodimpoate fi folosit și pentru lustruirea abrazivă. În plus, utilizarea denano oxid de praseodimîn domeniul fibrelor optice devine tot mai răspândit.
Nanometru oxid de neodim (Nd2O3)
Nanometru oxid de neodimelementul a devenit un subiect fierbinte al atenției pieței de mulți ani datorită poziției sale unice înpământ rardomeniu.Nanometru oxid de neodimse aplică și materialelor metalice neferoase. Adăugarea de 1,5% la 2,5%nano oxid de neodimla aliajele de magneziu sau aluminiu poate îmbunătăți performanța la temperaturi înalte, etanșeitatea la aer și rezistența la coroziune a aliajului și este utilizat pe scară largă ca material aerospațial. În plus, granat de nano ytriu aluminiu dopat cunano oxid de neodime generează fascicule laser cu unde scurte, care sunt utilizate pe scară largă în industrie pentru sudarea și tăierea materialelor subțiri cu o grosime mai mică de 10 mm. În practica medicală, nanoytriu aluminiulasere granat dopate cunano oxid de neodimsunt folosite în locul cuțitelor chirurgicale pentru îndepărtarea rănilor chirurgicale sau dezinfectarea.Nano oxid de neodimeste, de asemenea, folosit pentru colorarea sticlei și materialelor ceramice, precum și pentru produse din cauciuc și aditivi.
Principalele utilizări aleoxid de samariu la scară nanometricăinclude culoarea sa galben deschis, care este folosită în condensatoare și catalizatori ceramici. In plus,nano oxid de samariuare, de asemenea, proprietăți nucleare și poate fi folosit ca material structural, material de ecranare și material de control pentru reactoarele atomice, permițând utilizarea în siguranță a energiei enorme generate de fisiunea nucleară.
La scară nanometricăoxid de europiu (Eu2O3)
Oxid de europiu la scară nanometricăeste folosit mai ales în pulberile fluorescente. Eu3+ este folosit ca activator pentru fosfori roșii, iar Eu2+ este folosit pentru fosfori albaștri. În prezent, Y0O3: Eu3+ este cel mai bun fosfor pentru eficiența luminiscenței, stabilitatea acoperirii și recuperarea costurilor. În plus, cu îmbunătățiri ale tehnologiilor, cum ar fi îmbunătățirea eficienței luminiscenței și a contrastului, este utilizat pe scară largă. Recent,nano oxid de europiua fost, de asemenea, utilizat ca emisie stimulată de fosfor în noile sisteme de diagnostic medical cu raze X. Oxidul de nano europiu poate fi folosit și pentru fabricarea lentilelor colorate și a filtrelor optice, pentru dispozitivele de stocare a bulelor magnetice și în materiale de control, materiale de ecranare și materiale structurale ale reactoarelor atomice. Pulbere fluorescentă roșie de gadoliniu europiu (Y2O3Eu3+) cu particule fine a fost preparată folosindnanooxid de ytriu (Y2O3) șinano oxid de europiu (Eu2O3) ca materii prime. La pregătirepământ rarpulbere fluorescentă tricoloră, s-a constatat că: (a) se poate amesteca bine cu pulbere verde și pulbere albastră; (b) Performanță bună de acoperire; (c) Datorită dimensiunii mici a particulelor de pulbere roșie, suprafața specifică crește, iar numărul de particule luminiscente crește, ceea ce poate reduce cantitatea de pulbere roșie utilizată înpământ rarfosfor tricolori, rezultând o scădere a costului.
Nano oxid de gadoliniu (Gd2O3)
Principalele sale utilizări includ: 1. Complexul său paramagnetic solubil în apă poate îmbunătăți semnalul imagistic prin rezonanță magnetică (RMN) al corpului uman în aplicații medicale. 2. Oxizii de sulf de bază pot fi utilizați ca grile de matrice pentru tuburi de osciloscop cu luminozitate specială și ecrane cu fluorescență cu raze X. 3. Celnano oxid de gadoliniu in nano oxid de gadoliniugranatul de galiu este un substrat unic ideal pentru memoria de memorie cu bule magnetice. 4. Când nu există o limitare a ciclului Camot, acesta poate fi utilizat ca mediu de răcire magnetic în stare solidă. 5. Folosit ca inhibitor pentru controlul nivelului de reacție în lanț al centralelor nucleare pentru a asigura siguranța reacțiilor nucleare. În plus, utilizarea denano oxid de gadoliniuși nanooxidul de lantan împreună ajută la schimbarea zonei de tranziție sticloasă și la îmbunătățirea stabilității termice a sticlei.Nano oxid de gadoliniupoate fi folosit și pentru fabricarea condensatoarelor și a ecranelor de intensificare a raze X. În prezent se fac eforturi în întreaga lume pentru a dezvolta aplicațianano oxid de gadoliniuși aliajele sale în răcire magnetică și s-au făcut descoperiri.
Nanometruoxid de terbiu (Tb4O7)
Principalele domenii de aplicare includ: 1. Pulberea fluorescentă este utilizată ca activator pentru pulberea verde în trei pulberi fluorescente de culoare primară, cum ar fi matricea de fosfat activată denano oxid de terbiu, matrice de silicat activată denano oxid de terbiu, și matrice de nano ceriu aluminat de magneziu activată denano oxid de terbiu, toate emitând lumină verde în stare excitată. 2. În ultimii ani, au fost efectuate cercetări și dezvoltare penano oxid de terbiumateriale magneto-optice pe bază de stocare magneto-optică. Un disc magneto-optic dezvoltat folosind peliculă subțire amorfă Tb-Fe ca element de stocare pentru computer poate crește capacitatea de stocare de 10-15 ori. 3. Sticlă optică magneto, sticlă rotativă Faraday care conținenano oxid de terbiu, este un material cheie utilizat în fabricarea rotatoarelor, izolatoarelor și inelelor utilizate pe scară largă în tehnologia laser.Nano oxid de terbiuși oxidul de fier nano disproziu au fost utilizate în principal în sonare și au fost utilizate pe scară largă în diverse domenii, de la sisteme de injecție de combustibil, control al supapelor de lichid, micro poziționare până la actuatoare mecanice, mecanisme și regulatoare de aripi pentru avioane și telescoape spațiale.
Nano oxid de disproziu (Dy2O3)
Principalele utilizări alenano oxid de disproziu (Dy2O3) nano oxid de disproziusunt: 1.Nano oxid de disproziueste folosit ca activator de pulbere fluorescentă și trivalentnano oxid de disproziueste un ion de activare promițător pentru un material luminiscent cu trei culori primare cu un singur centru luminiscent. Este compus în principal din două benzi de emisie, una este emisie de lumină galbenă, iar cealaltă este emisie de lumină albastră. Materialul luminiscent dopat cunano oxid de disproziupoate fi folosit ca o pulbere fluorescentă cu trei culori primare. 2.Nano oxid de disproziueste o materie primă metalică necesară pentru prepararea aliajului mare magnetostrictivnano oxid de terbiualiaj de oxid de fier nano disproziu (Terfenol), care poate permite realizarea unor mișcări mecanice precise. 3.Nano oxid de disproziumetalul poate fi folosit ca material de stocare magneto-optic cu viteză mare de înregistrare și sensibilitate la citire. 4. Folosit pentru preparareanano oxid de disproziulămpi, substanța de lucru folosită înnano oxid de disproziulămpile estenano oxid de disproziu. Acest tip de lampă are avantaje precum luminozitate ridicată, culoare bună, temperatură ridicată a culorii, dimensiune mică și arc stabil. A fost folosit ca sursă de lumină pentru filme, imprimare și alte aplicații de iluminat. 5. Datorită ariei mari a secțiunii transversale de captare a neutronilor anano oxid de disproziu, este folosit în industria energiei atomice pentru a măsura spectrele de neutroni sau ca absorbant de neutroni.
Principalele utilizări alenano oxid de holmiuinclud: 1. ca aditiv pentru lămpile cu halogenuri metalice. Lămpile cu halogenuri metalice sunt un tip de lampă cu descărcare în gaz dezvoltată pe baza lămpilor cu mercur de înaltă presiune, caracterizate prin umplerea becului cu diversepământ rarhalogenuri. În prezent, principala utilizare estepământ rariodură, care emite diferite culori spectrale în timpul descărcării gazului. Substanța de lucru utilizată înnano oxid de holmiulampa este iodatanano oxid de holmiu, care poate obține o concentrație mare de atomi de metal în zona arcului, îmbunătățind considerabil eficiența radiațiilor. 2.Nano oxid de holmiupoate fi folosit ca aditiv pentru fierul ytriu sauytriu aluminiugranat; 3.Nano oxid de holmiupoate fi folosit ca granat de ytriu fier aluminiu (Ho: YAG) pentru a emite laser de 2 μ M, țesut uman pe 2 μ Rata de absorbție a laserului m este mare, cu aproape trei ordine de mărime mai mare decât cea a Hd: YAG0. Deci, atunci când utilizați laserul Ho: YAG pentru intervenții chirurgicale medicale, nu numai că eficiența și precizia chirurgicale pot fi îmbunătățite, dar și zona de deteriorare termică poate fi redusă la o dimensiune mai mică. Fasciculul liber generat denano oxid de holmiucristalele pot elimina grăsimea fără a genera căldură excesivă, reducând astfel daunele termice ale țesuturilor sănătoase. Se raportează că utilizarea denano oxid de holmiulaserele din Statele Unite pentru tratarea glaucomului pot reduce durerea pacienților supuși unei intervenții chirurgicale. 4. În aliajul magnetostrictiv Terfenol D, o cantitate mică denano oxid de holmiupoate fi adăugat și pentru a reduce câmpul extern necesar magnetizării de saturație a aliajului. 5. În plus, dispozitivele de comunicație optică, cum ar fi laserele cu fibră, amplificatoarele cu fibră și senzorii cu fibre pot fi realizate folosind fibre dopate cunano oxid de holmiu, care va juca un rol mai important în dezvoltarea rapidă a comunicațiilor prin fibră optică astăzi.
Principalele utilizări alenano oxid de erbiuinclud: 1. Emisia de lumină a Er3+ la 1550nm are o semnificație specială, deoarece această lungime de undă este situată exact la cea mai mică pierdere de fibre optice în comunicarea prin fibră optică. După ce a fost excitat de lumină la o lungime de undă de 980nm1480nm,nano oxid de erbiuionii (Er3+) trec de la starea fundamentală 4115/2 la starea de înaltă energie 4113/2 și emit lumină cu lungime de undă de 1550 nm atunci când Er3+ în starea de înaltă energie trece înapoi la starea fundamentală, fibrele optice de cuarț pot transmite diferite lungimi de undă de lumină , dar rata de atenuare optică variază. Banda de frecvență a luminii de 1550 nm are cea mai mică rată de atenuare optică (0,15 decibeli pe kilometru) în transmisia fibrelor optice de cuarț, care este aproape limita inferioară a ratei de atenuare. Prin urmare, atunci când comunicarea cu fibră optică este utilizată ca lumină de semnal la 1550 nm, pierderea de lumină este redusă la minimum. În acest fel, dacă o concentrație adecvată denano oxid de erbiueste dopat într-o matrice adecvată, amplificatorul poate compensa pierderile în sistemele de comunicație bazate pe principiul laserului. Prin urmare, în rețelele de telecomunicații care necesită amplificarea semnalelor optice de 1550 nm,nano oxid de erbiuamplificatoarele cu fibră dopată sunt dispozitive optice esențiale. În prezent,nano oxid de erbiuau fost comercializate amplificatoare cu fibră de silice dopată. Potrivit rapoartelor, pentru a evita absorbția inutilă, cantitatea de dopaj de nano oxid de erbiu din fibrele optice variază de la zeci la sute de ppm. Dezvoltarea rapidă a comunicațiilor prin fibră optică va deschide noi domenii de aplicarenano oxid de erbiu. 2. În plus, cristale laser dopate cunano oxid de erbiuiar laserele lor de 1730 nm și 1550 nm sunt sigure pentru ochiul uman, cu performanțe bune de transmisie atmosferică, capacitate puternică de penetrare a fumului de pe câmpul de luptă, confidențialitate bună și nu sunt ușor de detectat de inamici. Contrastul de iradiere asupra țintelor militare este relativ mare, iar un telemetru portabil cu laser pentru siguranța ochiului uman a fost dezvoltat pentru uz militar. 3. Er3+ poate fi adăugat în sticlă pentru a facepământ rarmateriale laser din sticlă, care este în prezent materialul laser cu stare solidă cu cea mai mare energie de impuls și putere de ieșire. 4. Er3+ poate fi folosit și ca ion de activare pentru materialele laser cu conversie ascendentă a pământurilor rare. 5. În plus,nano oxid de erbiupoate fi folosit și pentru decolorarea și colorarea lentilelor de ochelari și a sticlei cristaline.
Nanometru oxid de ytriu (Y2O3)
Principalele utilizări alenanooxid de ytriuinclud: 1. aditivi pentru oțel și aliaje neferoase. Aliajele FeCr conțin de obicei 0,5% până la 4%nanooxid de ytriu, care poate spori rezistența la oxidare și ductilitatea acestor oțeluri inoxidabile; După adăugarea unei cantități adecvate de bogatnanooxid de ytriuamestecatpământ rarla aliajul MB26, performanța generală a aliajului s-a îmbunătățit semnificativ și poate înlocui unele aliaje de aluminiu de rezistență medie pentru componentele portante aeronavelor; Adăugarea unei cantități mici de nano ytriuoxid de pământuri rarealiajul Al Zr poate îmbunătăți conductivitatea aliajului; Acest aliaj a fost adoptat de majoritatea fabricilor interne de sârmă; Adăugândnanooxid de ytriula aliajele de cupru îmbunătățește conductivitatea și rezistența mecanică. 2. Conținând 6%nanooxid de ytriuși aluminiu 2% nitrură de siliciu material ceramic poate fi folosit pentru a dezvolta componente ale motorului. 3. Folosiți un 400 de waținano oxid de neodimfascicul laser din aluminiu granat pentru a efectua procesări mecanice, cum ar fi găurirea, tăierea și sudarea componentelor mari. 4. Ecranul fluorescent al microscopului electronic compus din napolitane monocristaline Y-Al granat are luminozitate mare de fluorescență, absorbție scăzută a luminii împrăștiate, rezistență bună la temperaturi ridicate și uzură mecanică. 5. înaltnanooxid de ytriualiaje structurate care conțin până la 90%nano oxid de gadoliniupoate fi folosit în aviație și în alte aplicații care necesită densitate scăzută și punct de topire ridicat. 6. Materiale conductoare de protoni la temperatură înaltă care conțin până la 90%nanooxid de ytriusunt de mare importanță pentru producția de celule de combustie, celule electrolitice și componente de detectare a gazelor care necesită solubilitate ridicată a hidrogenului. In plus,nanooxid de ytriueste, de asemenea, utilizat ca material de pulverizare la temperatură înaltă, un diluant pentru combustibilul reactorului atomic, un aditiv pentru materialele cu magnet permanenți și ca un getter în industria electronică.
Pe lângă cele de mai sus, nanooxizi de pământuri rarepoate fi folosit și în materiale de îmbrăcăminte cu performanță pentru sănătatea umană și mediu. Din actuala unitate de cercetare, toate au o anumită direcție: rezistența la radiațiile ultraviolete; Poluarea aerului și radiațiile ultraviolete sunt predispuse la boli de piele și cancer; Prevenirea poluării face dificilă lipirea poluanților de îmbrăcăminte; Cercetări sunt în desfășurare și în domeniul izolației termice. Datorită durității și îmbătrânirii ușoare a pielii, este cea mai predispusă la apariția petelor de mucegai în zilele ploioase. Intră în derivă cu nanooxid de ceriu de pământuri rarepoate face pielea mai moale, mai puțin predispusă la îmbătrânire și mucegai și, de asemenea, foarte confortabil de purtat. Materialele de nanocoating au fost, de asemenea, un subiect fierbinte în cercetarea nanomaterialelor în ultimii ani, cu accent principal pe acoperirile funcționale. Statele Unite folosesc 80nmY2O3ca un strat de protecție în infraroșu, care are o eficiență ridicată în reflectarea căldurii.CeO2are indice de refracție ridicat și stabilitate ridicată. Cândnano oxid de ytriu de pământuri rare, nano oxid de lantan șinano oxid de ceriuse adaugă pulbere la acoperire, peretele exterior poate rezista la îmbătrânire. Deoarece acoperirea peretelui exterior este predispus la îmbătrânire și la cădere din cauza expunerii vopselei la razele ultraviolete ale soarelui și la expunerea pe termen lung la vânt și soare, adăugarea deoxid de ceriuşioxid de ytriupoate rezista radiațiilor ultraviolete, iar dimensiunea particulelor sale este foarte mică.Nano oxid de ceriueste utilizat ca absorbant de ultraviolete, Se așteaptă să fie utilizat pentru a preveni îmbătrânirea produselor din plastic din cauza radiațiilor ultraviolete, precum și îmbătrânirea UV a rezervoarelor, mașinilor, navelor, rezervoarelor de stocare a petrolului etc. și pentru a juca un rol. în panouri publicitare mari în aer liber
Cea mai bună protecție este pentru acoperirea peretelui interior pentru a preveni mucegaiul, umezeala și poluarea, deoarece dimensiunea particulelor sale este foarte mică, ceea ce face dificilă lipirea prafului de perete și poate fi șters cu apă. Există încă multe utilizări pentru nanooxizi de pământuri rarecare au nevoie de cercetare și dezvoltare în continuare și sperăm sincer că va avea un mâine mai strălucitor.
Ora postării: 03-nov-2023