Nanometer adimu duniani vifaa, nguvu mpya katika mapinduzi ya viwanda

Nanoteknolojia ni uwanja mpya wa taaluma tofauti uliokuzwa polepole mwishoni mwa miaka ya 1980 na mapema miaka ya 1990. Kwa sababu ina uwezo mkubwa wa kuunda michakato mipya ya uzalishaji, nyenzo mpya na bidhaa mpya, itaanzisha mapinduzi mapya ya viwanda katika karne mpya.Kiwango cha sasa cha maendeleo ya nanoscience na nanoteknolojia ni sawa na ile ya teknolojia ya kompyuta na habari katika miaka ya 1950. Wanasayansi wengi waliojitolea katika uwanja huu wanatabiri kwamba maendeleo ya nanoteknolojia yatakuwa na athari kubwa na ya mbali katika nyanja nyingi za teknolojia. Wanasayansi wanaamini kuwa ina sifa za ajabu na utendaji wa kipekee,Madhara kuu ya kufungwa ambayo husababisha mali ya ajabu ya vifaa vya nano adimu ni athari maalum ya uso, athari ya ukubwa mdogo, athari ya kiolesura, athari ya uwazi, athari ya handaki na athari ya quantum ya macroscopic. Athari hizi hufanya sifa za kimaumbile za mfumo wa nano kuwa tofauti na zile za nyenzo za kawaida katika mwanga, umeme, joto na sumaku, na kuwasilisha vipengele vingi vya riwaya. Katika siku zijazo, kuna njia tatu kuu za wanasayansi kutafiti na kuendeleza nanoteknolojia: maandalizi na matumizi. ya nanomaterials na utendaji bora; Kubuni na kuandaa vifaa na vifaa mbalimbali vya nano; Kugundua na kuchambua mali ya nano-mikoa. Kwa sasa, dunia adimu ya nano ina maelekezo yafuatayo ya matumizi, na matumizi yake yanahitaji kuendelezwa zaidi katika siku zijazo.

Nanometer lanthanum oksidi (La2O3)

Nanometer lanthanum oxide inatumika kwa vifaa vya piezoelectric, vifaa vya umeme, vifaa vya joto, vifaa vya magnetoresistance, vifaa vya luminescent (poda ya bluu), vifaa vya kuhifadhi hidrojeni, glasi ya macho, vifaa vya laser, vifaa mbalimbali vya alloy, vichocheo vya kuandaa bidhaa za kemikali za kikaboni, na vichocheo vya kubadilisha. kutolea nje kwa magari, na filamu za kilimo za ubadilishaji mwanga pia hutumiwa kwa oksidi ya lanthanum ya nanometer.

Nanometer cerium oxide (CeO2)

Matumizi makuu ya oksidi ya nano cerium ni kama ifuatavyo: 1. Kama nyongeza ya glasi, oksidi ya nano seriamu inaweza kunyonya miale ya urujuanimno na miale ya infrared, na imetumika kwenye glasi ya gari. Haiwezi tu kuzuia mionzi ya ultraviolet, lakini pia kupunguza joto ndani ya gari, na hivyo kuokoa umeme kwa hali ya hewa. 2. Uwekaji wa oksidi ya nano cerium katika kichocheo cha kusafisha moshi wa magari unaweza kuzuia kwa ufanisi kiasi kikubwa cha gesi ya kutolea nje ya magari kutoka kwa hewa.3. Oksidi ya nano-cerium inaweza kutumika katika rangi ya rangi ya plastiki, na pia inaweza kutumika katika tasnia ya mipako, wino na karatasi. 4. Uwekaji wa oksidi ya nano cerium katika vifaa vya kung'arisha umetambuliwa sana kama hitaji la usahihi wa hali ya juu kwa ajili ya kung'arisha kaki za silikoni na viunga vidogo vya glasi moja ya yakuti.5. Kwa kuongeza, oksidi ya nano cerium pia inaweza kutumika kwa vifaa vya kuhifadhi hidrojeni, vifaa vya thermoelectric, nano cerium oxide tungsten electrodes, capacitors kauri, keramik ya piezoelectric, abrasives ya nano cerium oksidi ya silicon, malighafi ya seli za mafuta, vichocheo vya petroli, baadhi ya vifaa vya kudumu vya sumaku; vyuma mbalimbali vya alloy na metali zisizo na feri, nk.

Nanometer praseodymium oksidi (Pr6O11)

Matumizi kuu ya oksidi ya nanometer praseodymium ni kama ifuatavyo: 1. Inatumika sana katika ujenzi wa keramik na keramik za matumizi ya kila siku. Inaweza kuchanganywa na glaze ya kauri kutengeneza glaze ya rangi, na pia inaweza kutumika kama rangi ya chini ya glasi pekee. Rangi iliyoandaliwa ni manjano nyepesi na sauti safi na ya kifahari. 2. Inatumika kutengeneza sumaku za kudumu na hutumiwa sana katika vifaa mbalimbali vya elektroniki na motors. 3. Inatumika kwa kupasuka kwa kichocheo cha mafuta ya petroli. Shughuli, kuchagua na utulivu wa catalysis inaweza kuboreshwa. 4. Nano-praseodymium oksidi pia inaweza kutumika kwa polishing abrasive. Kwa kuongeza, matumizi ya oksidi ya nanometer praseodymium katika uwanja wa fiber ya macho ni zaidi na zaidi. Nanometer neodymium oxide (Nd2O3) Nanometer neodymium oxide imekuwa mahali pa moto sokoni kwa miaka mingi kwa sababu ya nafasi yake ya kipekee katika uwanja wa dunia adimu. Oksidi ya nano-neodymium pia hutumika kwa nyenzo zisizo na feri. Kuongeza 1.5% ~ 2.5% ya oksidi ya nano neodymium kwenye magnesiamu au aloi ya alumini kunaweza kuboresha utendaji wa halijoto ya juu, kubana kwa hewa na upinzani wa kutu wa aloi, na hutumiwa sana kama angani. nyenzo kwa ajili ya anga. Kwa kuongeza, garnet ya alumini ya nano yttrium iliyotiwa na oksidi ya nano neodymium hutoa boriti ya laser ya wimbi fupi, ambayo hutumiwa sana kwa kulehemu na kukata nyenzo nyembamba na unene chini ya 10mm katika sekta. Kwa upande wa matibabu, leza ya Nano-YAG iliyotiwa doa na nano-Nd _ 2O _ 3 hutumiwa kuondoa majeraha ya upasuaji au kuua majeraha badala ya visu vya upasuaji. Nanometer oksidi ya neodymium pia hutumiwa kwa kuchorea kioo na vifaa vya kauri, bidhaa za mpira na viongeza.

Nanoparticles oksidi ya Samarium (Sm2O3)

Matumizi kuu ya oksidi ya samarium ya ukubwa wa nano ni: oksidi ya samarium ya ukubwa wa nano ni njano nyepesi, ambayo hutumiwa kwa capacitors kauri na vichocheo. Kwa kuongezea, oksidi ya samarium ya ukubwa wa nano ina mali ya nyuklia, na inaweza kutumika kama nyenzo za kimuundo, nyenzo za kukinga na nyenzo za udhibiti wa kinu cha nishati ya atomiki, ili nishati kubwa inayotokana na mgawanyiko wa nyuklia itumike kwa usalama. Europium oxide nanoparticles (Eu2O3) hutumika zaidi katika phosphors.Eu3+ hutumika kama kiamsha cha fosforasi nyekundu, na Eu2+ hutumika kama fosforasi ya bluu. Y0O3:Eu3+ ndiyo fosforasi bora zaidi katika utendakazi wa kung'aa, uthabiti wa kupaka, gharama ya urejeshaji, n.k., na inatumiwa sana kwa sababu ya uboreshaji wa ufaafu wa mwanga na utofautishaji. Hivi majuzi, oksidi ya nano europium pia inatumika kama fosphor inayochangamshwa kwa mfumo mpya wa uchunguzi wa matibabu wa X-ray. Oksidi ya Nano-europium pia inaweza kutumika kutengeneza lenzi za rangi na vichungi vya macho, kwa vifaa vya kuhifadhi viputo vya sumaku, na pia inaweza kuonyesha vipaji vyake katika vifaa vya kudhibiti, vifaa vya kinga na vifaa vya kimuundo vya reactor za atomiki. Chembe laini ya gadolinium europium oksidi (Y2O3:Eu3+) phosphor nyekundu ilitayarishwa kwa kutumia nano yttrium oxide (Y2O3) na nano europium oxide (Eu2O3) kama malighafi. Wakati wa kuitumia kuandaa phosphor ya tricolor ya dunia adimu, ilibainika kuwa:(a) inaweza kuchanganywa vizuri na kwa usawa na poda ya kijani na poda ya bluu; (b) Utendaji mzuri wa mipako; (c) Kwa sababu saizi ya chembe ya poda nyekundu ni ndogo, eneo mahususi la uso huongezeka na idadi ya chembe chembe za luminescent huongezeka, kiasi cha poda nyekundu katika fosforasi ya tricolor ya dunia adimu inaweza kupunguzwa, na hivyo kusababisha gharama ya chini.

Gadolinium oksidi nanoparticles (Gd2O3)

Matumizi yake makuu ni haya yafuatayo: 1. Kifaa chake cha paramagnetic mumunyifu katika maji kinaweza kuboresha ishara ya picha ya NMR ya mwili wa binadamu katika matibabu. 2. Oksidi ya sulfuri ya msingi inaweza kutumika kama gridi ya tumbo ya tube ya oscilloscope na skrini ya X-ray yenye mwangaza maalum. 3. Nano-gadolinium oksidi katika nano-gadolinium gallium garnet ni substrate bora moja kwa kumbukumbu ya Bubble ya sumaku. 4. Wakati hakuna kikomo cha mzunguko wa Camot, Inaweza kutumika kama njia ya kupoeza yenye nguvu ya sumaku. 5. Inatumika kama kizuizi kudhibiti kiwango cha mmenyuko wa mnyororo wa mitambo ya nyuklia ili kuhakikisha usalama wa athari za nyuklia. Kwa kuongeza, matumizi ya oksidi ya nano-gadolinium na oksidi ya nano-lanthanum husaidia kubadilisha eneo la vitrification na kuboresha utulivu wa joto wa kioo. Oksidi ya nano gadolinium pia inaweza kutumika kutengeneza vidhibiti na skrini za kuongeza nguvu za X-ray. Kwa sasa, ulimwengu unafanya juhudi kubwa kuendeleza uwekaji wa oksidi ya nano-gadolinium na aloi zake katika friji ya sumaku, na imefanya maendeleo makubwa.

Nanoparticles ya oksidi ya Terbium (Tb4O7)

Sehemu kuu za utumaji ni kama zifuatazo: 1. Fosforasi hutumiwa kama viimilisho vya poda ya kijani katika fosforasi ya rangi tatu, kama vile matriki ya fosforasi iliyoamilishwa na oksidi ya nano terbium, matriksi ya silicate iliyoamilishwa na oksidi ya nano terbium na nano cerium oksidi ya matrix ya alumini ya magnesiamu iliyoamilishwa na nano terbium. oksidi, ambayo yote hutoa mwanga wa kijani katika hali ya msisimko. 2. Nyenzo za uhifadhi wa sumaku-macho, Katika miaka ya hivi karibuni, nyenzo za nano-terbium oxide magneto-optical zimefanyiwa utafiti na kuendelezwa. Diski ya magneto-optical iliyotengenezwa kwa filamu ya amofasi ya Tb-Fe inatumika kama kipengele cha hifadhi ya kompyuta, na uwezo wa kuhifadhi unaweza kuongezeka kwa mara 10~15. 3. Kioo cha sumaku-macho, kioo cha Faraday kinachofanya kazi kwa macho kilicho na oksidi ya nanometer terbium, ni nyenzo muhimu kwa ajili ya kutengenezea vizunguko, vitenganishi, vichambuzi na hutumika sana katika teknolojia ya leza.Nanometer terbium oxide nanometer dysprosium oxide hutumika zaidi katika sonar, na imekuwa ikitumika sana. kutumika katika nyanja nyingi, kama vile mfumo wa sindano ya mafuta, udhibiti wa valve ya kioevu, nafasi ndogo, kiwezesha mitambo, utaratibu na mrengo wa udhibiti wa darubini ya anga ya ndege. Matumizi makuu ya Dy2O3 nano dysprosium oxide ni:1. Oksidi ya nano-dysprosium hutumika kama kizimilisho cha fosforasi, na oksidi ya nano-dysprosium trivalent ni ioni inayowasha ya nyenzo za tricolor za luminescent yenye kituo kimoja cha luminescent. Inajumuisha bendi mbili za utoaji wa hewa chafu, moja ni utoaji wa mwanga wa njano, nyingine ni utoaji wa mwanga wa bluu, na vifaa vya luminescent vilivyo na oksidi ya nano-dysprosium vinaweza kutumika kama phosphors tricolor.2. Nanometer dysprosium oxide ni malighafi muhimu ya chuma kwa ajili ya kuandaa aloi ya Terfenol yenye aloi kubwa ya magnetostrictive nano-terbium oksidi na oksidi ya nano-dysprosium, ambayo inaweza kutambua baadhi ya shughuli sahihi za harakati za mitambo. 3. Metali ya oksidi ya nanometer dysprosium inaweza kutumika kama nyenzo ya uhifadhi ya magneto-macho yenye kasi ya juu ya kurekodi na usikivu wa kusoma. 4. Inatumika kwa ajili ya maandalizi ya taa ya oksidi ya nanometer dysprosium. Dutu ya kazi inayotumiwa katika taa ya oksidi ya nano dysprosium ni nano dysprosium oxide, ambayo ina faida za mwangaza wa juu, rangi nzuri, joto la juu la rangi, ukubwa mdogo na arc imara, na imekuwa. hutumika kama chanzo cha taa kwa filamu na uchapishaji. 5. Nanometer dysprosium oksidi hutumika kupima wigo wa nishati ya nutroni au kama kifyonzaji cha nyutroni katika tasnia ya nishati ya atomiki kwa sababu ya eneo lake kubwa la kunasa nyutroni.

Ho _ 2O _ 3 Nanometer

Matumizi kuu ya oksidi ya nano-holmium ni kama ifuatavyo: 1. Kama nyongeza ya taa ya halogen ya chuma, taa ya halogen ya chuma ni aina ya taa ya kutokwa kwa gesi, ambayo hutengenezwa kwa msingi wa taa ya zebaki yenye shinikizo la juu, na tabia yake ni kwamba balbu imejazwa na halidi mbalimbali adimu za dunia. Kwa sasa, iodidi za nadra za dunia hutumiwa hasa, ambayo hutoa mistari tofauti ya spectral wakati gesi inapotoka. Dutu ya kazi inayotumiwa katika taa ya oksidi ya nano-holmium ni iodidi ya oksidi ya nano-holmium, ambayo inaweza kupata mkusanyiko wa juu wa atomi ya chuma katika ukanda wa arc, kwa hivyo. kuboresha sana ufanisi wa mionzi. 2. Nanometer holmium oksidi inaweza kutumika kama nyongeza ya yttrium chuma au yttrium alumini garnet; 3. Oksidi ya Nano-holmium inaweza kutumika kama garneti ya alumini ya chuma ya yttrium (Ho:YAG), ambayo inaweza kutoa leza 2μm, na kiwango cha ufyonzaji wa tishu za binadamu hadi leza 2μm ni ya juu. Ni karibu oda tatu za ukubwa wa juu kuliko Hd: YAG0. Kwa hiyo, unapotumia laser ya Ho:YAG kwa uendeshaji wa matibabu, haiwezi tu kuboresha ufanisi wa operesheni na usahihi, lakini pia kupunguza eneo la uharibifu wa joto kwa ukubwa mdogo. Boriti ya bure inayotengenezwa na kioo cha oksidi ya nano holmium inaweza kuondoa mafuta bila kutoa joto kupita kiasi, na hivyo kupunguza uharibifu wa joto unaosababishwa na tishu zenye afya. Inaripotiwa kuwa matibabu ya glakoma na laser ya oksidi ya nanometer holmium huko Merika inaweza kupunguza maumivu. upasuaji. 4. Katika aloi ya magnetostrictive Terfenol-D, kiasi kidogo cha oksidi ya holmium ya ukubwa wa nano pia inaweza kuongezwa ili kupunguza uga wa nje unaohitajika kwa kueneza kwa sumaku ya aloi.5. Zaidi ya hayo, nyuzinyuzi za macho zilizo na oksidi ya nano-holmium zinaweza kutumika kutengeneza vifaa vya mawasiliano vya macho kama vile leza za nyuzi za macho, vikuza sauti vya nyuzinyuzi, vitambuzi vya nyuzinyuzi za macho, n.k. Itakuwa na jukumu muhimu zaidi katika mawasiliano ya leo ya haraka ya nyuzi za macho.

Nanometer yttrium oxide (Y2O3)

Matumizi kuu ya oksidi ya nano yttrium ni kama ifuatavyo: 1. Viungio vya aloi za chuma na zisizo na feri. Aloi ya FeCr kawaida huwa na oksidi ya nano yttrium 0.5% ~ 4%, ambayo inaweza kuongeza upinzani wa oxidation na ductility ya vyuma hivi vya pua Baada ya kuongeza kiwango sahihi cha mchanganyiko wa ardhi adimu uliojaa oksidi ya yttrium ya nanometer kwenye aloi ya MB26, sifa kamili za aloi zilikuwa dhahiri. iliyoboreshwa jana, Inaweza kuchukua nafasi ya aloi za alumini za kati na zenye nguvu kwa vipengele vilivyosisitizwa vya ndege; Kuongeza kiasi kidogo cha nano yttrium oxide ardhi adimu katika aloi ya Al-Zr inaweza kuboresha conductivity ya aloi; Aloi hiyo imepitishwa na viwanda vingi vya waya nchini China. Oksidi ya Nano-yttrium iliongezwa kwenye aloi ya shaba ili kuboresha upitishaji na nguvu za mitambo. 2. Nyenzo ya kauri ya nitridi ya silicon iliyo na 6% ya oksidi ya nano yttrium na 2% ya alumini. Inaweza kutumika kuendeleza sehemu za injini. 3. Kuchimba, kukata, kulehemu na usindikaji mwingine wa mitambo hufanyika kwa vipengele vya kiasi kikubwa kwa kutumia boriti ya laser ya nano neodymium oxide alumini garnet yenye nguvu ya 400 watts. 4. Skrini ya hadubini ya elektroni inayojumuisha fuwele moja ya Y-Al garnet ina mwangaza wa juu wa fluorescence, ufyonzaji mdogo wa mwanga uliotawanyika, na upinzani mzuri wa joto la juu na upinzani wa kuvaa kwa mitambo.5. Aloi ya juu ya muundo wa oksidi ya nano yttrium iliyo na 90% ya oksidi ya nano gadolinium inaweza kutumika kwa anga na matukio mengine yanayohitaji msongamano wa chini na kiwango cha juu cha kuyeyuka. 6. Nyenzo za kupitishia protoni zenye joto la juu zenye 90% ya oksidi ya nano yttrium ni muhimu sana kwa utengenezaji wa seli za mafuta, seli za elektroliti na vihisi vya gesi vinavyohitaji umumunyifu wa juu wa hidrojeni. Kwa kuongezea, oksidi ya Nano-yttrium pia hutumika kama nyenzo inayostahimili joto la juu ya kunyunyuzia, kiyeyusho cha mafuta ya kinu cha atomiki, kiongeza cha nyenzo za sumaku za kudumu na getta katika tasnia ya elektroniki.

Mbali na hayo hapo juu, oksidi za nano adimu za dunia pia zinaweza kutumika katika vifaa vya nguo kwa ajili ya afya ya binadamu na ulinzi wa mazingira. Kutoka kwa vitengo vya sasa vya utafiti, wote wana maelekezo fulani: mionzi ya kupambana na ultraviolet; Uchafuzi wa hewa na mionzi ya ultraviolet inakabiliwa na magonjwa ya ngozi na saratani ya ngozi; Kuzuia uchafuzi hufanya iwe vigumu kwa vichafuzi kushikamana na nguo; Pia inasomwa kwa mwelekeo wa kuzuia joto.Kwa sababu ngozi ni ngumu na rahisi kuzeeka, inakabiliwa na ukungu katika siku za mvua. Ngozi inaweza kulainisha kwa kupauka na oksidi ya nano adimu ya cerium, ambayo si rahisi kuzeeka na ukungu, na ni rahisi kuvaa. Katika miaka ya hivi karibuni, nyenzo za mipako ya nano pia ni lengo la utafiti wa vifaa vya nano, na utafiti kuu unazingatia mipako ya kazi. Y2O3 yenye 80nm nchini Marekani inaweza kutumika kama mipako ya ulinzi wa infrared. Ufanisi wa kuakisi joto ni wa juu sana. CeO2 ina index ya juu ya refractive na utulivu wa juu. Wakati nano adimu ya oksidi ya yttrium, oksidi ya nano na poda ya oksidi ya nano huongezwa kwenye mipako, ukuta wa nje unaweza kupinga kuzeeka, kwa sababu mipako ya nje ya ukuta ni rahisi kuzeeka na kuanguka kwa sababu rangi inakabiliwa na jua na mionzi ya ultraviolet. kwa muda mrefu, na inaweza kupinga mionzi ya ultraviolet baada ya kuongeza oksidi ya cerium na oksidi ya yttrium. Zaidi ya hayo, ukubwa wa chembe yake ni ndogo sana, na oksidi ya nano cerium hutumika kama kifyonzaji cha urujuanimno, ambacho kinatarajiwa kutumika kuzuia kuzeeka kwa bidhaa za plastiki kutokana na miale ya jua, mizinga, magari, meli, matangi ya kuhifadhia mafuta, n.k., ambayo inaweza kulinda vyema mabango makubwa ya nje na kuzuia ukungu. , unyevu na uchafuzi wa mazingira kwa ajili ya mipako ya ndani ya ukuta. Kwa sababu ya ukubwa wake mdogo wa chembe, vumbi si rahisi kushikamana na ukuta.Na linaweza kusuguliwa kwa maji. Bado kuna matumizi mengi ya oksidi za nano adimu za kutafiti na kuendelezwa zaidi, na tunatumai kwa dhati kuwa itakuwa na mustakabali mzuri zaidi.