Nanotechnológia je novovznikajúca interdisciplinárna oblasť, ktorá sa postupne rozvíjala koncom 80. a začiatkom 90. rokov 20. storočia. Vďaka svojmu obrovskému potenciálu vytvárať nové výrobné procesy, materiály a produkty spustí v novom storočí novú priemyselnú revolúciu. Súčasná úroveň rozvoja nanovied a nanotechnológií je podobná úrovni počítačových a informačných technológií v 50. rokoch minulého storočia. Väčšina vedcov, ktorí sa angažujú v tejto oblasti, predpokladá, že rozvoj nanotechnológie bude mať široký a hlboký vplyv na mnohé aspekty technológie. Vedci sa domnievajú, že má zvláštne vlastnosti a jedinečné vlastnosti a hlavné obmedzujúce účinky, ktoré vedú k zvláštnym vlastnostiam nanovzácnych zemínmateriály zahŕňajú špecifický povrchový efekt, efekt malej veľkosti, efekt rozhrania, efekt priehľadnosti, tunelový efekt a makroskopický kvantový efekt. Vďaka týmto účinkom sa fyzikálne vlastnosti nanosystémov líšia od bežných materiálov, ako je svetlo, elektrina, teplo a magnetizmus, čo vedie k mnohým novým vlastnostiam. Budúci vedci majú tri hlavné smery výskumu a vývoja nanotechnológií: príprava a aplikácia vysokovýkonných nanomateriálov; Navrhnite a pripravte rôzne nano zariadenia a zariadenia; Detekujte a analyzujte vlastnosti nano oblastí. V súčasnosti existujú hlavne niektoré aplikačné smery pre nanovzácnych zemíns a budúce využitie nanovzácnych zemínje potrebné ďalej rozvíjať.
Nano oxid lantanitýsa používa na piezoelektrické materiály, elektrotermické materiály, termoelektrické materiály, magnetorezistívne materiály, luminiscenčné materiály (modrý prášok), materiály na ukladanie vodíka, optické sklo, laserové materiály, rôzne zliatinové materiály, katalyzátory na prípravu organických chemických produktov a katalyzátory na neutralizáciu výfukových plynov automobilov. Aplikujú sa aj poľnohospodárske fólie na konverziu svetlanano oxid lantanitý.
Hlavné použitianano ceriazahŕňajú: 1. ako prísadu do skla,nano ceriamôže absorbovať ultrafialové a infračervené lúče a bol aplikovaný na automobilové sklá. Nielenže dokáže zabrániť ultrafialovému žiareniu, ale dokáže aj znížiť teplotu vo vnútri auta, čím ušetrí elektrickú energiu na klimatizáciu. 2. Aplikáciananooxid céruv automobilovom čistení výfukových plynov môžu katalyzátory účinne zabrániť úniku veľkého množstva automobilových výfukových plynov do ovzdušia. 3.Nano oxid cérumôže byť aplikovaný na pigmenty na farbenie plastov a môže byť tiež použitý v odvetviach, ako sú nátery, atrament a papier. 4. Aplikácianano ceriav leštiacich materiáloch sa všeobecne uznáva ako požiadavka vysokej presnosti na leštenie kremíkových doštičiek a substrátov so zafírovými monokryštálmi. 5. Okrem tohonano ceriamožno použiť aj na materiály na skladovanie vodíka, termoelektrické materiály,nano ceriavolfrámové elektródy, keramické kondenzátory, piezoelektrická keramika,nano ceria karbid kremíkaabrazíva, suroviny na palivové články, benzínové katalyzátory, určité materiály s permanentnými magnetmi, rôzne legované ocele a neželezné kovy.
NanometerOxid prazeodým (Pr6O11)
Hlavné použitianano oxid prazeodýmpatria: 1. Je široko používaný v stavebnej keramike a dennej keramike. Môže byť zmiešaný s keramickou glazúrou na vytvorenie farebnej glazúry alebo môže byť použitý ako samotný pigment pod glazúrou. Vyrábaný pigment je svetložltý, s čistým a elegantným farebným tónom. 2. Používa sa na výrobu permanentných magnetov, široko používaných v rôznych elektronických zariadeniach a motoroch. 3. Používa sa na katalytické krakovanie ropy, môže zlepšiť katalytickú aktivitu, selektivitu a stabilitu. 4.Nano oxid prazeodýmmožno použiť aj na abrazívne leštenie. Okrem toho použitienano oxid prazeodýmv oblasti optických vlákien je tiež čoraz rozšírenejšia.
Nanometer oxidu neodýmu (Nd203)
Nanometer oxidu neodýmuprvok sa stal horúcou témou pozornosti trhu už mnoho rokov vďaka svojej jedinečnej pozícii vvzácnych zemínpole.Nanometer oxidu neodýmusa používa aj na materiály z neželezných kovov. Pridanie 1,5 % až 2,5 %nano oxid neodýmuna horčíkové alebo hliníkové zliatiny môže zlepšiť výkon pri vysokej teplote, vzduchotesnosť a odolnosť zliatiny proti korózii a je široko používaný ako letecký materiál. Navyše nano ytriový hliníkový granát dopovanýnano oxid neodýmue generuje krátkovlnné laserové lúče, ktoré sú široko používané v priemysle na zváranie a rezanie tenkých materiálov s hrúbkou menšou ako 10 mm. V lekárskej praxi nanoytriový hliníkgranátové lasery dopovanénano oxid neodýmusa používajú namiesto chirurgických nožov na odstraňovanie chirurgických alebo dezinfekčných rán.Nano oxid neodýmupoužíva sa aj na farbenie sklenených a keramických materiálov, ako aj na gumárenské výrobky a prísady.
Hlavné použitiananorozmery oxidu samáriapatrí jeho svetložltá farba, ktorá sa používa v keramických kondenzátoroch a katalyzátoroch. okrem tohonanooxid samáriamá tiež jadrové vlastnosti a môže byť použitý ako konštrukčný materiál, tieniaci materiál a kontrolný materiál pre atómové reaktory, čo umožňuje bezpečné využitie obrovskej energie generovanej jadrovým štiepením.
Nanoškálaoxid európium (Eu2O3)
Oxid európia v nanorozmerochsa väčšinou používa vo fluorescenčných práškoch. Eu3+ sa používa ako aktivátor pre červené fosfory a Eu2+ sa používa pre modré fosfory. V súčasnosti je Y0O3: Eu3+ najlepším fosforom pre účinnosť luminiscencie, stabilitu povlaku a návratnosť nákladov. Okrem toho sa vďaka zlepšeniam v technológiách, ako je zlepšenie účinnosti luminiscencie a kontrastu, široko používa. nedávnonanooxid európiasa tiež používa ako stimulovaný emisný fosfor v nových röntgenových lekárskych diagnostických systémoch. Oxid nanoeurópia možno použiť aj na výrobu farebných šošoviek a optických filtrov, pre zariadenia na uchovávanie magnetických bublín a v kontrolných materiáloch, tieniacich materiáloch a konštrukčných materiáloch atómových reaktorov. Jemné častice červeného fluorescenčného prášku gadolínium-európiumoxidu (Y2O3Eu3+) boli pripravené s použitímnano oxid ytritý (Y203) ananooxid európia (Eu2O3) ako suroviny. Pri prípravevzácnych zemíntrojfarebným fluorescenčným práškom sa zistilo, že: a) sa môže dobre miešať so zeleným práškom a modrým práškom; (b) Dobrý výkon náteru; (c) V dôsledku malej veľkosti častíc červeného prášku sa špecifický povrch zvyšuje a počet luminiscenčných častíc sa zvyšuje, čo môže znížiť množstvo červeného prášku použitého vvzácnych zemíntrojfarebné fosfory, čo vedie k zníženiu nákladov.
Medzi jeho hlavné použitia patrí: 1. Jeho vo vode rozpustný paramagnetický komplex môže zlepšiť zobrazovací signál pomocou magnetickej rezonancie (NMR) ľudského tela v medicínskych aplikáciách. 2. Základné oxidy síry možno použiť ako matricové mriežky pre špeciálne jasové osciloskopové trubice a röntgenové fluorescenčné obrazovky. 3nano oxid gadolínia in nano oxid gadolíniagálium granát je ideálnym samostatným substrátom pre magnetickú bublinkovú pamäťovú pamäť. 4. Ak neexistuje obmedzenie cyklu Camot, môže sa použiť ako magnetické chladiace médium v tuhom stave. 5. Používa sa ako inhibítor na riadenie úrovne reťazovej reakcie jadrových elektrární na zaistenie bezpečnosti jadrových reakcií. Okrem toho použitienano oxid gadolíniaa nanooxid lantanitý spolu pomáhajú meniť zónu skleného prechodu a zlepšovať tepelnú stabilitu skla.Nano oxid gadolíniamožno použiť aj na výrobu kondenzátorov a obrazoviek zosilňujúcich röntgenové žiarenie. V súčasnosti sa na celom svete vyvíjajú snahy o vývoj aplikácienano oxid gadolíniaa jeho zliatin v magnetickom chladení a boli urobené prelomy.
Nanometeroxidu terbia (Tb407)
Medzi hlavné oblasti použitia patria: 1. Fluorescenčný prášok sa používa ako aktivátor zeleného prášku v troch primárnych farebných fluorescenčných práškoch, ako je fosfátová matrica aktivovanánano oxid terbium, silikátová matrica aktivovaná onano oxid terbiuma matricu nanocerium-magnéziumhlinitanu aktivovanú pomocounano oxid terbium, všetky vyžarujú zelené svetlo v excitovanom stave. 2. V posledných rokoch sa uskutočnil výskum a vývojnano oxid terbiummagnetooptické materiály na magnetooptické ukladanie. Magnetooptický disk vyvinutý s použitím amorfného tenkého filmu Tb-Fe ako prvku na ukladanie dát do počítača môže zvýšiť kapacitu pamäte 10-15 krát. 3. Magnetooptické sklo, Faradayovo rotačné sklo obsahujúcenano oxid terbium, je kľúčovým materiálom používaným pri výrobe rotátorov, izolátorov a prstencov široko používaných v laserovej technológii.Nano oxid terbiuma nano dysprosium oxid železitý sa používajú hlavne v sonaroch a sú široko používané v rôznych oblastiach, od systémov vstrekovania paliva, riadenia kvapalinových ventilov, mikropolohovania až po mechanické ovládače, mechanizmy a regulátory krídel pre lietadlá a vesmírne teleskopy.
Hlavné použitianano oxid dysprosium (Dy2O3) nano oxid dysprosiumsú: 1.Nano oxid dysprosiumsa používa ako aktivátor fluorescenčného prášku a je trojmocnýnano oxid dysprosiumje sľubný aktivačný ión pre luminiscenčný materiál s jedným luminiscenčným stredom a tromi základnými farbami. Skladá sa hlavne z dvoch emisných pásiem, jedným je vyžarovanie žltého svetla a druhé vyžarovanie modrého svetla. Luminiscenčný materiál dopovanýnano oxid dysprosiummôže byť použitý ako fluorescenčný prášok s tromi základnými farbami. 2.Nano oxid dysprosiumje nevyhnutnou kovovou surovinou na prípravu veľkej magnetostrikčnej zliatinynano oxid terbiumzliatina nano dysprosium oxidu železitého (Terfenol), ktorá umožňuje dosiahnuť určité presné mechanické pohyby. 3.Nano oxid dysprosiumkov možno použiť ako magnetooptický úložný materiál s vysokou rýchlosťou záznamu a citlivosťou na čítanie. 4. Používa sa na prípravunano oxid dysprosiumlampy, pracovná látka používaná vnano oxid dysprosiumlampy jenano oxid dysprosium. Tento typ lampy má výhody ako vysoký jas, dobrá farba, vysoká farebná teplota, malá veľkosť a stabilný oblúk. Používa sa ako zdroj osvetlenia pre filmy, tlač a iné svetelné aplikácie. 5. Vzhľadom na veľkú prierezovú plochu záchytu neutrónovnano oxid dysprosium, používa sa v priemysle atómovej energie na meranie neutrónových spektier alebo ako absorbér neutrónov.
Hlavné použitianano oxid holmitýpatria: 1. ako prísada do metalhalogenidových výbojok. Metalhalogenidové výbojky sú typom plynových výbojok vyvinutých na báze vysokotlakových ortuťových výbojok, ktoré sa vyznačujú naplnením banky rôznymivzácnych zemínhalogenidy. V súčasnosti je hlavné využitievzácnych zemínjodid, ktorý pri výboji plynu vyžaruje rôzne spektrálne farby. Pracovná látka použitá vnano oxid holmitýlampa je jodizovanánano oxid holmitý, ktorý môže dosiahnuť vysokú koncentráciu atómov kovu v zóne oblúka, čo výrazne zlepšuje účinnosť žiarenia. 2.Nano oxid holmitýmožno použiť ako prísadu do železa ytria respytriový hliníkgranát; 3.Nano oxid holmitýmôže byť použitý ako ytriový železo-hliníkový granát (Ho: YAG) na vyžarovanie 2 μM lasera, ľudské tkanivo na 2 μ Absorpčná rýchlosť m lasera je vysoká, takmer o tri rády vyššia ako u Hd: YAG0. Takže pri použití lasera Ho: YAG na lekársku chirurgiu je možné nielen zlepšiť chirurgickú účinnosť a presnosť, ale aj oblasť tepelného poškodenia môže byť zmenšená na menšiu veľkosť. Voľný lúč generovanýnano oxid holmitýkryštály dokážu odstrániť tuk bez vytvárania nadmerného tepla, čím znižujú tepelné poškodenie zdravých tkanív. Uvádza sa, že použitienano oxid holmitýlasery v Spojených štátoch na liečbu glaukómu môžu znížiť bolesť pacientov podstupujúcich chirurgický zákrok. 4. V magnetostrikčnej zliatine Terfenol D, malé množstvonano oxid holmitýmôže byť tiež pridaný na zníženie vonkajšieho poľa potrebného na saturačnú magnetizáciu zliatiny. 5. Okrem toho môžu byť optické komunikačné zariadenia, ako sú vláknové lasery, vláknové zosilňovače a vláknové senzory, vyrobené pomocou vlákien dopovanýchnano oxid holmitý, ktorá bude dnes zohrávať dôležitejšiu úlohu v rýchlom rozvoji komunikácie z optických vlákien.
Hlavné použitiananooxid erbiazahŕňajú: 1. Vyžarovanie svetla Er3+ pri 1550 nm má osobitný význam, pretože táto vlnová dĺžka je presne umiestnená pri najnižšej strate optických vlákien v komunikácii s optickými vláknami. Po excitácii svetlom s vlnovou dĺžkou 980nm1480nm,nanooxid erbiaióny (Er3+) prechádzajú zo základného stavu 4115/2 do vysokoenergetického stavu 4113/2 a vyžarujú svetlo s vlnovou dĺžkou 1550 nm, keď Er3+ vo vysokoenergetickom stave prechádza späť do základného stavu, optické vlákna Quartz môžu prenášať rôzne vlnové dĺžky svetla , ale miera optického útlmu sa mení. 1550nm frekvenčné pásmo svetla má najnižšiu mieru optického útlmu (0,15 decibelov na kilometer) pri prenose kremenných optických vlákien, čo je takmer spodná hranica miery útlmu. Preto, keď sa ako signálne svetlo používa komunikácia z optických vlákien pri 1550 nm, strata svetla je minimalizovaná. Týmto spôsobom, ak je vhodná koncentráciananooxid erbiaje dopovaný do vhodnej matrice, zosilňovač dokáže kompenzovať straty v komunikačných systémoch na princípe lasera. Preto v telekomunikačných sieťach, ktoré vyžadujú zosilnenie 1550nm optických signálov,nanooxid erbiadopované vláknové zosilňovače sú nevyhnutné optické zariadenia. v súčasnostinanooxid erbiazosilňovače s dopovaným oxidom kremičitým boli komerčne dostupné. Podľa správ, aby sa predišlo zbytočnej absorpcii, množstvo dopingu nano-erbiumoxidu v optických vláknach sa pohybuje od desiatok do stoviek ppm. Rýchly rozvoj komunikácie z optických vlákien otvorí nové oblasti použitiananooxid erbia. 2. Okrem toho laserové kryštály dopovanénanooxid erbiaa ich výstupné 1730nm a 1550nm lasery sú bezpečné pre ľudské oči, majú dobrý výkon pri atmosférickom prenose, silnú schopnosť prieniku dymu z bojiska, dobrú dôvernosť a nepriatelia ich ľahko odhalia. Kontrast ožiarenia na vojenské ciele je pomerne veľký a pre vojenské účely bol vyvinutý prenosný laserový diaľkomer pre bezpečnosť ľudského oka. 3. Er3+ možno pridať do skla na výrobuvzácnych zemínsklenené laserové materiály, čo je v súčasnosti pevnolátkový laserový materiál s najvyššou výstupnou pulznou energiou a výstupným výkonom. 4. Er3+ možno použiť aj ako aktivačný ión pre laserové materiály na konverziu vzácnych zemín. 5. Okrem tohonanooxid erbiamožno použiť aj na odfarbovanie a farbenie okuliarových šošoviek a kryštalického skla.
Hlavné použitianano oxid ytritýzahŕňajú: 1. prísady do ocele a neželezných zliatin. Zliatiny FeCr zvyčajne obsahujú 0,5 % až 4 %nano oxid ytritý, čo môže zvýšiť odolnosť proti oxidácii a ťažnosť týchto nehrdzavejúcich ocelí; Po pridaní primeraného množstva obohatnano oxid ytritýzmiešanévzácnych zemínna zliatinu MB26 sa celkový výkon zliatiny výrazne zlepšil a môže nahradiť niektoré stredne pevné hliníkové zliatiny pre nosné komponenty lietadiel; Pridanie malého množstva nanoytriaoxid vzácnych zemínk zliatine Al Zr môže zlepšiť vodivosť zliatiny; Táto zliatina bola prijatá väčšinou domácich drôtární; Pridávanienano oxid ytritýk zliatinám medi zlepšuje vodivosť a mechanickú pevnosť. 2. Obsahujúce 6 %nano oxid ytritýa keramický materiál z 2% nitridu kremíka sa môže použiť na vývoj komponentov motora. 3. Použite 400 wattovnano oxid neodýmulaserový lúč hliníkového granátu na vykonávanie mechanického spracovania, ako je vŕtanie, rezanie a zváranie veľkých komponentov. 4. Fluorescenčná obrazovka elektrónového mikroskopu zložená z Y-Al granátových monokryštálových plátkov má vysoký fluorescenčný jas, nízku absorpciu rozptýleného svetla, dobrú odolnosť voči vysokej teplote a mechanickému opotrebovaniu. 5. vysokýnano oxid ytritýštruktúrované zliatiny obsahujúce až 90 %nano oxid gadolíniamôže byť použitý v letectve a iných aplikáciách, ktoré vyžadujú nízku hustotu a vysoký bod topenia. 6. Vysokoteplotné protónové vodivé materiály obsahujúce až 90 %nano oxid ytritýmajú veľký význam pre výrobu palivových článkov, elektrolytických článkov a komponentov na snímanie plynov, ktoré vyžadujú vysokú rozpustnosť vodíka. okrem tohonano oxid ytritýsa tiež používa ako vysokoteplotný striekací materiál, riedidlo pre palivo pre atómové reaktory, prísada do materiálov s permanentnými magnetmi a ako getr v elektronickom priemysle.
Okrem vyššie uvedeného nanooxidy vzácnych zemínmôže byť tiež použitý v odevných materiáloch s vlastnosťami pre ľudské zdravie a životné prostredie. Od súčasnej výskumnej jednotky majú všetky určitý smer: odolnosť voči ultrafialovému žiareniu; Znečistenie ovzdušia a ultrafialové žiarenie sú náchylné na kožné ochorenia a rakovinu; Zabránenie znečisteniu sťažuje priľnutie znečisťujúcich látok na odev; Výskum prebieha aj v oblasti tepelnej izolácie. Kvôli tvrdosti a ľahkému starnutiu kože je najviac náchylná na plesne v daždivých dňoch. Unášanie s nanooxid ceričitý vzácnych zemínmôže spôsobiť, že koža bude mäkšia, menej náchylná na starnutie a plesne a tiež veľmi pohodlná na nosenie. Nanopovlakovacie materiály sú v posledných rokoch horúcou témou aj vo výskume nanomateriálov, s hlavným zameraním na funkčné povlaky. Spojené štáty americké používajú 80nmY203ako infračervený tieniaci povlak, ktorý má vysokú účinnosť pri odrážaní tepla.CeO2má vysoký index lomu a vysokú stabilitu. Kedynano oxid ytritý vzácnych zemín, nano oxid lantanitý ananooxid céruKeď sa do náteru pridá prášok, vonkajšia stena môže odolávať starnutiu. Pretože náter vonkajšej steny je náchylný na starnutie a vypadávanie v dôsledku vystavenia náteru slnečnému ultrafialovému žiareniu a dlhodobému vystaveniu vetru a slnku, pridanieoxid céruaoxid ytritýmôže odolávať ultrafialovému žiareniu a veľkosť jeho častíc je veľmi malá.Nano oxid cérusa používa ako absorbér ultrafialového žiarenia, Očakáva sa, že sa bude používať na zabránenie starnutia plastových výrobkov v dôsledku ultrafialového žiarenia, ako aj starnutia nádrží, automobilov, lodí, nádrží na skladovanie ropy atď. na vonkajších veľkých billboardoch
Najlepšou ochranou je náter vnútornej steny, aby sa predišlo plesniam, vlhkosti a znečisteniu, pretože jeho častice sú veľmi malé, čo sťažuje priľnutie prachu na stenu a je možné ho utrieť vodou. Nano má stále veľa využitíoxidy vzácnych zemínktoré si vyžadujú ďalší výskum a vývoj a úprimne dúfame, že budú mať lepšie zajtrajšky.
Čas uverejnenia: 3. novembra 2023