Gadolinium, Elementi 64 i tabelës periodike.
Lanthanidi në tabelën periodike është një familje e madhe, dhe vetitë e tyre kimike janë shumë të ngjashme me njëra -tjetrën, kështu që është e vështirë t'i ndash ato. Në 1789, kimisti finlandez John Gadolin mori një oksid metalik dhe zbuloi oksidin e parë të rrallë të tokës -Oksid yttrium (III)Përmes analizës, hapja e historisë së zbulimit të elementeve të rrallë të Tokës. Në 1880, shkencëtari suedez Demeriak zbuloi dy elementë të rinj, njëra prej të cilave u konfirmua më vonësamarium, dhe tjetri u identifikua zyrtarisht si një element i ri, Gadolinium, pasi u pastrua nga kimisti francez Debuwa Bodeland.
Elementi Gadolinium buron nga xeherori i silikonit beryllium gadolinium, i cili është i lirë, i butë në cilësi, i mirë në duktilitet, magnetik në temperaturën e dhomës, dhe është një element relativisht aktiv i rrallë i tokës. Relativelyshtë relativisht i qëndrueshëm në ajër të thatë, por humbet shkëlqimin e tij në lagështi, duke formuar thekë të lirshme dhe të shkëputura lehtësisht si oksidet e bardha. Kur digjet në ajër, mund të gjenerojë okside të bardha. Gadolinium reagon ngadalë me ujë dhe mund të shpërndahet në acid për të formuar kripëra pa ngjyrë. Karakteristikat e saj kimike janë shumë të ngjashme me lanthanidin tjetër, por vetitë e tij optike dhe magnetike janë pak më të ndryshme. Gadolinium është paramagnetizëm në temperaturën e dhomës dhe feromagnetik pas ftohjes. Karakteristikat e tij mund të përdoren për të përmirësuar magnet e përhershëm.
Duke përdorur paramagnetizmin e gadolinium, agjenti gadolinium i prodhuar është bërë një agjent i mirë kontrasti për NMR. Vetë hulumtimi i teknologjisë së imazhit të rezonancës magnetike bërthamore është iniciuar, dhe ka pasur 6 çmime Nobel që lidhen me të. Rezonanca magnetike bërthamore është shkaktuar kryesisht nga lëvizja rrotulluese e bërthamave atomike, dhe lëvizja rrotulluese e bërthamave të ndryshme atomike ndryshon. Bazuar në valët elektromagnetike të emetuara nga zbutja e ndryshme në mjedise të ndryshme strukturore, mund të vizatohet pozicioni dhe lloji i bërthamave atomike që përbëjnë këtë objekt, dhe mund të vizatohet imazhi strukturor i brendshëm i objektit. Nën veprimin e një fushe magnetike, sinjali i teknologjisë së imazhit të rezonancës magnetike bërthamore vjen nga rrotullimi i bërthamave të caktuara atomike, siç janë bërthamat e hidrogjenit në ujë. Sidoqoftë, këto bërthama të afta për rrotullime nxehen në fushën RF të rezonancës magnetike, të ngjashme me një furrë me mikrovalë, e cila zakonisht dobëson sinjalin e teknologjisë së imazhit të rezonancës magnetike. Gadolinium Jon jo vetëm që ka një moment magnetik rrotullues shumë të fortë, i cili ndihmon rrotullimin e bërthamës atomike, përmirëson probabilitetin e njohjes së indeve të sëmura, por edhe çuditërisht mban të freskët. Sidoqoftë, gadolinium ka një toksicitet të caktuar, dhe në mjekësi, ligandët chelating përdoren për të përmbledhur jonet e gadolinium për të mos lejuar që ata të hyjnë në indet njerëzore.
Gadolinium ka një efekt të fortë magnetokalorik në temperaturën e dhomës, dhe temperatura e tij ndryshon me intensitetin e fushës magnetike, e cila sjell një aplikim interesant - ftohje magnetike. Gjatë procesit të ftohjes, për shkak të orientimit të dipolit magnetik, materiali magnetik do të nxehet nën një fushë të caktuar magnetike të jashtme. Kur fusha magnetike hiqet dhe izolohet, temperatura e materialit zvogëlohet. Ky lloj ftohjeje magnetike mund të zvogëlojë përdorimin e ftohësve siç është freoni dhe të qetësohet me shpejtësi. Aktualisht, bota po përpiqet të zhvillojë aplikimin e Gadolinium dhe lidhjet e tij në këtë fushë, dhe të prodhojë një ftohës magnetik të vogël dhe efikas. Nën përdorimin e gadolinium, mund të arrihen temperaturat ultra të ulëta, kështu që Gadolinium njihet edhe si "metali më i ftohtë në botë".
Izotopet Gadolinium GD-155 dhe GD-157 kanë seksionin më të madh kryq të thithjes së neutronit termik midis të gjithë izotopeve natyrore, dhe mund të përdorin një sasi të vogël të gadolinium për të kontrolluar funksionimin normal të reaktorëve bërthamorë. Kështu, lindi, lindi reaktorët e ujit të lehtë të bazuar në gadolinium dhe shufra e kontrollit të gadolinium, të cilat mund të përmirësojnë sigurinë e reaktorëve bërthamorë ndërsa zvogëlojnë kostot.
Gadolinium gjithashtu ka veti të shkëlqyera optike dhe mund të përdoret për të bërë izolues optikë, të ngjashëm me diodat në qarqe, të njohura edhe si dioda që lëshojnë dritë. Ky lloj i diodës që lëshon dritë jo vetëm që lejon që drita të kalojë në një drejtim, por gjithashtu bllokon reflektimin e jehonave në fibrën optike, duke siguruar pastërtinë e transmetimit të sinjalit optik dhe duke përmirësuar efikasitetin e transmetimit të valëve të lehta. Garnet Gadolinium gallium është një nga materialet më të mira të substratit për të bërë izolues optikë.
Koha e postimit: Korrik-06-2023