Nanotehnologija je nastajajoče interdisciplinarno področje, ki se je postopoma razvilo v poznih osemdesetih in zgodnjih devetdesetih letih prejšnjega stoletja. Zaradi ogromnega potenciala ustvarjanja novih proizvodnih procesov, materialov in izdelkov bo v novem stoletju sprožil novo industrijsko revolucijo. Sedanja stopnja razvoja nanoznanosti in nanotehnologije je podobna tisti v 50. letih 20. stoletja računalniške in informacijske tehnologije. Večina znanstvenikov, ki se ukvarjajo s tem področjem, predvideva, da bo imel razvoj nanotehnologije širok in globok vpliv na številne vidike tehnologije. Znanstveniki verjamejo, da ima nenavadne lastnosti in edinstvene lastnosti ter glavne omejevalne učinke, ki vodijo do nenavadnih lastnosti nanoredke zemljemateriali vključujejo učinek specifične površine, učinek majhne velikosti, učinek vmesnika, učinek prosojnosti, učinek tuneliranja in makroskopski kvantni učinek. Zaradi teh učinkov se fizične lastnosti nano sistemov razlikujejo od običajnih materialov, kot so svetloba, elektrika, toplota in magnetizem, kar ima za posledico številne nove značilnosti. Za bodoče znanstvenike obstajajo tri glavne smeri raziskovanja in razvoja nanotehnologije: priprava in uporaba visoko zmogljivih nanomaterialov; Oblikovanje in priprava različnih nano naprav in opreme; Zaznavanje in analiza lastnosti nano regij. Trenutno obstaja predvsem nekaj navodil za uporabo nanoredke zemljes, in prihodnje uporabe nanoredke zemljeje treba še naprej razvijati.
Nano lantanov oksidse uporablja za piezoelektrične materiale, elektrotermične materiale, termoelektrične materiale, magnetorezivne materiale, luminiscenčne materiale (modri prah), materiale za shranjevanje vodika, optično steklo, laserske materiale, različne zlitine, katalizatorje za pripravo organskih kemičnih izdelkov in katalizatorje za nevtralizacijo avtomobilskih izpušnih plinov. Uporabljajo se tudi kmetijske folije za pretvorbo svetlobenano lantanov oksid.
Glavne uporabenano ceriavključujejo: 1. Kot dodatek steklu,nano cerialahko absorbira ultravijolične in infrardeče žarke in se uporablja za avtomobilsko steklo. Ne samo, da lahko prepreči ultravijolično sevanje, ampak lahko tudi zniža temperaturo v avtomobilu in s tem prihrani elektriko za klimatsko napravo. 2. Uporabanano cerijev oksidpri čiščenju avtomobilskih izpušnih plinov lahko katalizatorji učinkovito preprečijo izpust velike količine avtomobilskih izpušnih plinov v zrak. 3.Nano cerijev oksidse lahko nanaša na pigmente za barvanje plastike in se lahko uporablja tudi v industriji, kot so premazi, črnilo in papir. 4. Uporabanano ceriana področju polirnih materialov je splošno priznana kot zahteva visoke natančnosti za poliranje silicijevih rezin in safirnih enokristalnih substratov. 5. Poleg teganano cerialahko se uporablja tudi za materiale za shranjevanje vodika, termoelektrične materiale,nano ceriavolframove elektrode, keramični kondenzatorji, piezoelektrična keramika,nano ceria silicijev karbidabrazivi, surovine za gorivne celice, bencinski katalizatorji, nekateri materiali s trajnimi magneti, različna legirana jekla in neželezne kovine.
NanometerPrazeodimijev oksid (Pr6O11)
Glavne uporabenano prazeodimijev oksidvključujejo: 1. Široko se uporablja v gradbeni keramiki in dnevni keramiki. Lahko ga zmešate s keramično glazuro, da naredite barvno glazuro, ali pa ga uporabite samo kot pigment pod glazuro. Proizvedeni pigment je svetlo rumen, s čistim in elegantnim barvnim tonom. 2. Uporablja se za proizvodnjo trajnih magnetov, ki se pogosto uporabljajo v različnih elektronskih napravah in motorjih. 3. Uporablja se za katalitično krekiranje nafte, lahko izboljša katalitično aktivnost, selektivnost in stabilnost. 4.Nano prazeodimijev oksidlahko se uporablja tudi za abrazivno poliranje. Poleg tega je uporabanano prazeodimijev oksidvse bolj razširjena tudi na področju optičnih vlaken.
Nanometrski neodim oksid (Nd2O3)
Nanometrski neodim oksidelement je že vrsto let postal vroča tema tržne pozornosti zaradi svojega edinstvenega položaja vredke zemljepolje.Nanometrski neodim oksidse uporablja tudi za materiale iz neželeznih kovin. Dodajanje 1,5 % do 2,5 %nano neodim oksidna magnezijeve ali aluminijeve zlitine lahko izboljša visokotemperaturno delovanje, zrakotesnost in korozijsko odpornost zlitine in se pogosto uporablja kot vesoljski material. Poleg tega je nano itrijev aluminijev granat dopiran znano neodim okside generira kratkovalovne laserske žarke, ki se pogosto uporabljajo v industriji za varjenje in rezanje tankih materialov z debelino manj kot 10 mm. V medicinski praksi nanoitrijev aluminijgranatni laserji dopirani znano neodim oksidse uporabljajo namesto kirurških nožev za odstranjevanje kirurških ali razkuževanje ran.Nano neodim oksiduporablja se tudi za barvanje steklenih in keramičnih materialov ter izdelkov iz gume in dodatkov.
Glavne uporabenanometrskega samarijevega oksidavključujejo njegovo svetlo rumeno barvo, ki se uporablja v keramičnih kondenzatorjih in katalizatorjih. poleg teganano samarijev oksidima tudi jedrske lastnosti in se lahko uporablja kot strukturni material, zaščitni material in krmilni material za atomske reaktorje, kar omogoča varno uporabo ogromne energije, ki nastane pri jedrski fisiji.
Nano meriloeuropijev oksid (Eu2O3)
Nanometrski evropijev oksidse večinoma uporablja v fluorescenčnih prahovih. Eu3+ se uporablja kot aktivator za rdeče fosforje, Eu2+ pa za modre fosforje. Dandanes je Y0O3: Eu3+ najboljši fosfor za učinkovitost luminescence, stabilnost prevleke in povračilo stroškov. Poleg tega se z izboljšavami tehnologij, kot je izboljšanje učinkovitosti luminiscence in kontrasta, široko uporablja. Pred kratkim,nano evropijev oksidje bil uporabljen tudi kot fosfor s stimulirano emisijo v novih rentgenskih medicinskih diagnostičnih sistemih. Nano europijev oksid se lahko uporablja tudi za izdelavo barvnih leč in optičnih filtrov, za naprave za shranjevanje magnetnih mehurčkov ter v kontrolnih materialih, zaščitnih materialih in strukturnih materialih atomskih reaktorjev. Fini delci gadolinijevega evropijevega oksida (Y2O3Eu3+) rdečega fluorescentnega prahu smo pripravili z uporabonano itrijev oksid (Y2O3) innano evropijev oksid (Eu2O3) kot surovine. Pri pripraviredke zemljetribarvni fluorescentni prah, je bilo ugotovljeno, da: (a) se lahko dobro meša z zelenim in modrim prahom; (b) dobra učinkovitost prevleke; (c) Zaradi majhne velikosti delcev rdečega prahu se specifična površina poveča in poveča se število svetlečih delcev, kar lahko zmanjša količino rdečega prahu, uporabljenega vredke zemljetricolor fosforja, kar ima za posledico znižanje stroškov.
Nano gadolinijev oksid (Gd2O3)
Njegove glavne uporabe vključujejo: 1. Njegov vodotopni paramagnetni kompleks lahko izboljša signal slikanja z magnetno resonanco (NMR) človeškega telesa v medicinskih aplikacijah. 2. Osnovni žveplovi oksidi se lahko uporabljajo kot matrične mreže za posebne svetilne osciloskopske cevi in rentgenske fluorescenčne zaslone. 3. Thenano gadolinijev oksid in nano gadolinijev oksidgalijev granat je idealen enojni substrat za pomnilniški pomnilnik z magnetnimi mehurčki. 4. Če ni omejitve cikla Camot, se lahko uporablja kot polprevodniški magnetni hladilni medij. 5. Uporablja se kot zaviralec za nadzor stopnje verižne reakcije jedrskih elektrarn, da se zagotovi varnost jedrskih reakcij. Poleg tega je uporabanano gadolinijev oksidin nano lantanov oksid skupaj pomaga spremeniti območje steklastega prehoda in izboljšati toplotno stabilnost stekla.Nano gadolinijev oksidse lahko uporablja tudi za proizvodnjo kondenzatorjev in zaslonov za ojačanje rentgenskih žarkov. Trenutno si po vsem svetu prizadevajo za razvoj aplikacijenano gadolinijev oksidin njegove zlitine pri magnetnem hlajenju, in doseženi so bili preboji.
Nanometerterbijev oksid (Tb4O7)
Glavna področja uporabe vključujejo: 1. Fluorescentni prah se uporablja kot aktivator za zeleni prah v treh primarnih barvah fluorescentnih prahov, kot je fosfatna matrika, aktivirana znano terbijev oksid, silikatna matrica, aktivirana znano terbijev oksidin nano cerijevo magnezijevo aluminatno matriko, ki jo aktiviranano terbijev oksid, vsi oddajajo zeleno svetlobo v vzbujenem stanju. 2. V zadnjih letih so potekale raziskave in razvojnano terbijev oksidmagnetno-optični materiali za magnetno-optično shranjevanje. Magnetno-optični disk, razvit z uporabo Tb-Fe amorfnega tankega filma kot računalniškega pomnilniškega elementa, lahko poveča zmogljivost shranjevanja za 10-15-krat. 3. Magnetno optično steklo, ki vsebuje Faradayevo rotacijsko steklonano terbijev oksid, je ključni material, ki se uporablja pri izdelavi rotatorjev, izolatorjev in obročnikov, ki se pogosto uporabljajo v laserski tehnologiji.Nano terbijev oksidin nano disprozijev železov oksid sta bila v glavnem uporabljena v sonarju in sta bila široko uporabljena na različnih področjih, od sistemov za vbrizgavanje goriva, krmiljenja tekočih ventilov, mikro pozicioniranja do mehanskih aktuatorjev, mehanizmov in regulatorjev kril za letala in vesoljske teleskope.
Nano disprozijev oksid (Dy2O3)
Glavne uporabenano disprozijev oksid (Dy2O3) nano disprozijev oksidso: 1.Nano disprozijev oksidse uporablja kot aktivator fluorescenčnega prahu in trivalentnonano disprozijev oksidje obetaven aktivacijski ion za luminiscentni material treh primarnih barv z enim luminiscenčnim središčem. V glavnem je sestavljen iz dveh emisijskih pasov, eden je rumena svetloba, drugi pa modra svetloba. Luminescentni material dopiran znano disprozijev oksidse lahko uporablja kot fluorescenčni prah treh osnovnih barv. 2.Nano disprozijev oksidje potrebna kovinska surovina za pripravo velike magnetostrikcijske zlitinenano terbijev oksidzlitina nano disprozijevega železovega oksida (Terfenol), ki lahko omogoči doseganje nekaterih natančnih mehanskih gibov. 3.Nano disprozijev oksidkovino je mogoče uporabiti kot magnetno-optični pomnilniški material z visoko hitrostjo snemanja in občutljivostjo za branje. 4. Uporablja se za pripravonano disprozijev oksidsijalke, delovna snov, ki se uporablja vnano disprozijev oksidsvetilke jenano disprozijev oksid. Ta vrsta svetilke ima prednosti, kot so visoka svetlost, dobre barve, visoka barvna temperatura, majhna velikost in stabilen oblok. Uporabljali so ga kot vir svetlobe za filme, tiskanje in druge svetlobne aplikacije. 5. Zaradi velike površine prečnega prereza za zajem nevtronovnano disprozijev oksid, se uporablja v industriji atomske energije za merjenje nevtronskih spektrov ali kot absorber nevtronov.
Glavne uporabenano holmijev oksidvključujejo: 1. kot dodatek za kovinske halogenske žarnice. Metalhalogenidne sijalke so vrsta plinskih sijalk, razvitih na osnovi visokotlačnih živosrebrnih žarnic, za katere je značilno, da žarnico polnijo z različnimiredke zemljehalogenidi. Trenutno je glavna uporabaredke zemljejodid, ki med plinskim praznjenjem oddaja različne spektralne barve. Delovna snov, ki se uporablja prinano holmijev oksidsvetilka je jodirananano holmijev oksid, ki lahko doseže visoko koncentracijo kovinskih atomov v območju obloka, kar močno izboljša učinkovitost sevanja. 2.Nano holmijev oksidlahko uporabimo kot dodatek itrijevemu železu ozitrijev aluminijgranat; 3.Nano holmijev oksidse lahko uporablja kot itrijevo-železo-aluminijev granat (Ho: YAG) za oddajanje 2 μM laserja, človeško tkivo na 2 μ. Pri uporabi Ho:YAG laserja za medicinsko kirurgijo je torej mogoče ne samo izboljšati kirurško učinkovitost in natančnost, ampak tudi zmanjšati območje toplotne poškodbe na manjšo velikost. Prosti žarek, ki ga ustvarinano holmijev oksidkristali lahko odstranijo maščobo brez ustvarjanja prekomerne toplote, s čimer zmanjšajo toplotne poškodbe zdravih tkiv. Poroča se, da je uporabanano holmijev oksidlaserji v Združenih državah Amerike za zdravljenje glavkoma lahko zmanjšajo bolečino bolnikov, ki so podvrženi operaciji. 4. V magnetostriktivni zlitini Terfenol D je majhna količinanano holmijev oksidse lahko doda tudi za zmanjšanje zunanjega polja, potrebnega za nasičeno magnetizacijo zlitine. 5. Poleg tega je mogoče optične komunikacijske naprave, kot so laserji z vlakni, ojačevalniki z vlakni in senzorji z vlakni, izdelati z uporabo vlaken, dopiranih znano holmijev oksid, ki bo imel danes pomembnejšo vlogo pri hitrem razvoju optičnih komunikacij.
Glavne uporabenano erbijevega oksidavključujejo: 1. Emisija svetlobe Er3+ pri 1550 nm ima poseben pomen, saj je ta valovna dolžina natančno locirana pri najmanjši izgubi optičnih vlaken v komunikaciji z optičnimi vlakni. Po vzbujanju s svetlobo pri valovni dolžini 980nm1480nm,nano erbijevega oksidaioni (Er3+) prehajajo iz osnovnega stanja 4115/2 v visokoenergijsko stanje 4113/2 in oddajajo svetlobo valovne dolžine 1550 nm, ko Er3+ v visokoenergetskem stanju preide nazaj v osnovno stanje, kvarčna optična vlakna lahko prenašajo različne valovne dolžine svetlobe , vendar se stopnja optičnega slabljenja spreminja. Frekvenčni pas svetlobe 1550 nm ima najnižjo stopnjo optičnega slabljenja (0,15 decibelov na kilometer) pri prenosu kvarčnih optičnih vlaken, kar je skoraj spodnja meja stopnje slabljenja. Ko se komunikacija z optičnimi vlakni uporablja kot signalna svetloba pri 1550 nm, je izguba svetlobe čim manjša. Na ta način, če je ustrezna koncentracijanano erbijevega oksidaje dopiran v ustrezno matriko, lahko ojačevalnik kompenzira izgube v komunikacijskih sistemih po principu laserja. Zato v telekomunikacijskih omrežjih, ki zahtevajo ojačanje 1550nm optičnih signalov,nano erbijevega oksidaojačevalniki z dopiranimi vlakni so bistvene optične naprave. trenutno,nano erbijevega oksidaojačevalniki z dopiranimi silicijevimi vlakni so bili komercializirani. Glede na poročila se količina dopinga nano erbijevega oksida v optičnih vlaknih giblje od deset do sto ppm, da bi se izognili neuporabni absorpciji. Hiter razvoj optičnih komunikacij bo odprl nova področja uporabenano erbijevega oksida. 2. Poleg tega so laserski kristali dopirani znano erbijevega oksidain njihovi laserji z izhodno dolžino 1730 nm in 1550 nm so varni za človeške oči, z dobro atmosfersko zmogljivostjo prenosa, močno sposobnostjo prodora dima z bojnega polja, dobro zaupnostjo in jih sovražniki ne zaznajo zlahka. Kontrast sevanja na vojaških ciljih je razmeroma velik in za vojaško uporabo je bil razvit prenosni laserski daljinomer za varnost človeškega očesa. 3. Er3+ lahko dodate steklu za izdelavoredke zemljestekleni laserski materiali, ki je trenutno trdni laserski material z najvišjo izhodno impulzno energijo in izhodno močjo. 4. Er3+ se lahko uporablja tudi kot aktivacijski ion za laserske materiale za pretvorbo redkih zemelj. 5. Poleg teganano erbijevega oksidalahko se uporablja tudi za razbarvanje in barvanje očal in kristalnega stekla.
Nanometrski itrijev oksid (Y2O3)
Glavne uporabenano itrijev oksidvključujejo: 1. dodatke za jeklo in neželezne zlitine. FeCr zlitine običajno vsebujejo 0,5 % do 4 %nano itrijev oksid, ki lahko poveča odpornost proti oksidaciji in duktilnost teh nerjavnih jekel; Po dodajanju ustrezne količine richnano itrijev oksidmešanoredke zemljedo zlitine MB26 se je splošna zmogljivost zlitine znatno izboljšala in lahko nadomesti nekatere srednje trdne aluminijeve zlitine za nosilne komponente letal; Dodajanje majhne količine nano itrijaoksid redkih zemeljdo zlitine Al Zr lahko izboljša prevodnost zlitine; To zlitino je sprejela večina domačih tovarn žice; Dodajanjenano itrijev oksidbakrovim zlitinam izboljša prevodnost in mehansko trdnost. 2. Vsebuje 6%nano itrijev oksidin aluminijev 2% silicijev nitrid keramični material se lahko uporablja za razvoj komponent motorja. 3. Uporabite 400 Wnano neodim oksidlaserski žarek iz aluminijastega granata za mehansko obdelavo, kot je vrtanje, rezanje in varjenje velikih komponent. 4. Fluorescenčni zaslon elektronskega mikroskopa, sestavljen iz monokristalnih rezin Y-Al granata, ima visoko fluorescenčno svetlost, nizko absorpcijo razpršene svetlobe, dobro odpornost na visoke temperature in mehansko obrabo. 5. visokonano itrijev oksidstrukturirane zlitine, ki vsebujejo do 90%nano gadolinijev oksidse lahko uporablja v letalstvu in drugih aplikacijah, ki zahtevajo nizko gostoto in visoko tališče. 6. Visokotemperaturni protonsko prevodni materiali, ki vsebujejo do 90 %nano itrijev oksidso velikega pomena za proizvodnjo gorivnih celic, elektrolitskih celic in komponent za zaznavanje plina, ki zahtevajo visoko topnost vodika. poleg teganano itrijev oksidse uporablja tudi kot visokotemperaturni razpršilni material, razredčilo za atomsko reaktorsko gorivo, dodatek za materiale s trajnimi magneti in kot geter v elektronski industriji.
Poleg naštetega nanooksidi redkih zemeljse lahko uporablja tudi v materialih za oblačila, ki so učinkoviti za zdravje ljudi in okolje. Iz trenutne raziskovalne enote imajo vsi določeno smer: odpornost na ultravijolično sevanje; Onesnaženost zraka in ultravijolično sevanje povzročata kožne bolezni in raka; Preprečevanje onesnaževanja otežuje, da se onesnaževala oprimejo oblačil; Raziskave potekajo tudi na področju toplotne izolacije. Zaradi trdote in lahkega staranja je usnje najbolj nagnjeno k nastanku plesni v deževnih dneh. Potopite se z nanocerijev oksid redke zemljelahko naredi usnje mehkejše, manj nagnjeno k staranju in plesni ter zelo udobno za nošenje. Materiali za nanoprevleke so v zadnjih letih prav tako vroča tema v raziskavah nanomaterialov, z glavnim poudarkom na funkcionalnih prevlekah. Združene države uporabljajo 80nmY2O3kot infrardeči zaščitni premaz, ki ima visoko učinkovitost pri odbijanju toplote.CeO2ima visok lomni količnik in visoko stabilnost. kdajnano redke zemlje itrijev oksid, nano lantanov oksid innano cerijev oksidpremazu doda prah, lahko zunanja stena odporna proti staranju. Ker je zunanji zidni premaz nagnjen k staranju in odpadanju zaradi izpostavljenosti barve sončnim ultravijoličnim žarkom ter dolgotrajne izpostavljenosti vetru in soncu, je dodatekcerijev oksidinitrijev oksidse lahko upre ultravijoličnemu sevanju in njegova velikost delcev je zelo majhna.Nano cerijev oksidse uporablja kot ultravijolični absorber. Pričakuje se, da se bo uporabljal za preprečevanje staranja plastičnih izdelkov zaradi ultravijoličnega sevanja, kot tudi UV staranje rezervoarjev, avtomobilov, ladij, rezervoarjev za shranjevanje nafte itd., in da bo imel vlogo na zunanjih velikih panojih
Najboljša zaščita je notranji zidni premaz, ki preprečuje plesen, vlago in onesnaženje, saj je velikost njegovih delcev zelo majhna, zato se prah težko oprime stene in ga je mogoče obrisati z vodo. Obstaja še veliko uporab za nanooksidi redkih zemeljki potrebujejo nadaljnje raziskave in razvoj, in iskreno upamo, da bo imel sijajnejši jutri.
Čas objave: Nov-03-2023