Gadolinium, elementi 64 i tabelës periodike.
Lantanidet në tabelën periodike janë 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 metali dhe zbuloi oksidin e parë të tokës së rrallë -Oksid i ittriumit (III).nëpërmjet analizës, duke hapur historinë e zbulimit të elementeve të rralla të tokës. Në vitin 1880, shkencëtari suedez Demeriak zbuloi dy elementë të rinj, njëri prej të cilëve më vonë u konfirmua se ishtesamarium, dhe tjetri u identifikua zyrtarisht si një element i ri, gadolinium, pasi u pastrua nga kimisti francez Debuwa Bodeland.
Elementi gadolinium e ka origjinën nga minerali i gadoliniumit të beriliumit të silikonit, i cili është i lirë, i butë në strukturë, i mirë në duktilitet, magnetik në temperaturën e dhomës dhe është një element relativisht aktiv i tokës së rrallë. Është relativisht i qëndrueshëm në ajër të thatë, por humbet shkëlqimin e tij në lagështi, duke formuar flakë të lirshme dhe lehtësisht të shkëputura si okside të bardha. Kur digjet në ajër, mund të gjenerojë okside të bardha. Gadolinium reagon ngadalë me ujin dhe mund të tretet në acid për të formuar kripëra pa ngjyrë. Vetitë e tij kimike janë shumë të ngjashme me lantanidet e tjera, por vetitë e tij optike dhe magnetike janë paksa të ndryshme. Gadolinium është paramagnetizëm në temperaturën e dhomës dhe ferromagnetik pas ftohjes. Karakteristikat e tij mund të përdoren për të përmirësuar magnetët e përhershëm.
Duke përdorur Paramagnetizmin e gadoliniumit, agjenti gadolinium i prodhuar është bërë një agjent i mirë kontrasti për NMR. Vetë kërkimi i teknologjisë së rezonancës magnetike bërthamore ka filluar dhe ka pasur 6 çmime Nobel në lidhje me të. Rezonanca magnetike bërthamore shkaktohet kryesisht nga lëvizja rrotulluese e bërthamave atomike, dhe lëvizja rrotulluese e bërthamave të ndryshme atomike ndryshon. Bazuar në valët elektromagnetike të emetuara nga zbutje të ndryshme në mjedise të ndryshme strukturore, mund të përcaktohet pozicioni dhe lloji i bërthamave atomike që përbëjnë këtë objekt dhe mund të vizatohet imazhi i brendshëm strukturor i objektit. Nën veprimin e një fushe magnetike, sinjali i teknologjisë së rezonancës magnetike bërthamore vjen nga rrotullimi i disa bërthamave atomike, siç janë bërthamat e hidrogjenit në ujë. Megjithatë, këto bërthama të aftë për rrotullim 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. Joni i gadoliniumit jo vetëm që ka një moment magnetik Spin shumë të fortë, i cili ndihmon rrotullimin e bërthamës atomike, përmirëson probabilitetin e njohjes së indit të sëmurë, por edhe mrekullisht e mban të freskët. Megjithatë, gadolinium ka toksicitet të caktuar, dhe në mjekësi, ligandët chelating përdoren për të kapsuluar jonet e gadoliniumit për t'i parandaluar 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, gjë që sjell një aplikim interesant - ftohjen 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 si freoni dhe të ftohet me shpejtësi. Aktualisht, bota po përpiqet të zhvillojë aplikimin e gadoliniumit dhe lidhjeve të tij në këtë fushë dhe të prodhojë një ftohës magnetik të vogël dhe efikas. Nën përdorimin e gadoliniumit, mund të arrihen temperatura ultra të ulëta, kështu që gadolinium njihet edhe si "metali më i ftohtë në botë".
Izotopet e gadoliniumit Gd-155 dhe Gd-157 kanë seksionin më të madh të përthithjes termike të neutronit midis të gjithë izotopeve natyrore dhe mund të përdorin një sasi të vogël gadolinium për të kontrolluar funksionimin normal të reaktorëve bërthamorë. Kështu, lindën reaktorët e ujit të lehtë me bazë gadolinium dhe shufra e kontrollit të gadoliniumit, të cilat mund të përmirësojnë sigurinë e reaktorëve bërthamorë duke ulur kostot.
Gadolinium gjithashtu ka veti të shkëlqyera optike dhe mund të përdoret për të bërë izolatorë optikë, të ngjashëm me diodat në qarqe, të njohura gjithashtu 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 ekove në fibrën optike, duke siguruar pastërtinë e transmetimit të sinjalit optik dhe duke përmirësuar efikasitetin e transmetimit të valëve të dritës. Garneti gadolinium galium është një nga materialet më të mira të nënshtresës për prodhimin e izolatorëve optikë.
Koha e postimit: korrik-06-2023