วัสดุโลกหายากนี้มีศักยภาพที่ดี!

วัสดุนาโนของหายาก

วัสดุนาโนพื้นผิวหายากองค์ประกอบของโลกหายากมีโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ 4F ย่อย 4F, ช่วงเวลาแม่เหล็กอะตอมขนาดใหญ่, การมีเพศสัมพันธ์แบบสปินสปินที่แข็งแกร่งและลักษณะอื่น ๆ ส่งผลให้คุณสมบัติทางแสงไฟฟ้า, แม่เหล็กและคุณสมบัติอื่น ๆ พวกเขาเป็นวัสดุเชิงกลยุทธ์ที่ขาดไม่ได้สำหรับประเทศต่างๆทั่วโลกในการเปลี่ยนแปลงอุตสาหกรรมดั้งเดิมและพัฒนาเทคโนโลยีขั้นสูงและเป็นที่รู้จักกันในชื่อ "สมบัติของวัสดุใหม่"

นอกเหนือจากการใช้งานในสาขาดั้งเดิมเช่นเครื่องจักรโลหะวิทยาปิโตรเคมีเซรามิกแก้วและสิ่งทอเบา ๆโลกหายากยังเป็นวัสดุสนับสนุนที่สำคัญในสาขาที่เกิดขึ้นใหม่เช่นพลังงานสะอาดยานพาหนะขนาดใหญ่ยานพาหนะพลังงานใหม่แสงเซมิคอนดักเตอร์และการแสดงใหม่ที่เกี่ยวข้องกับชีวิตมนุษย์อย่างใกล้ชิด

หลังจากการพัฒนามานานหลายทศวรรษแล้วการมุ่งเน้นของการวิจัยที่เกี่ยวข้องกับโลกหายากได้เปลี่ยนจากการถลุงและการแยกดินหายากที่มีความบริสุทธิ์สูงเดี่ยวไปสู่การใช้งานไฮเทคของโลกหายากในแม่เหล็ก, เลนส์, ไฟฟ้า, การจัดเก็บพลังงาน, การเร่งปฏิกิริยา, ชีวการแพทย์และสาขาอื่น ๆ ในอีกด้านหนึ่งมีแนวโน้มที่มากขึ้นต่อวัสดุผสมดินที่หายากในระบบวัสดุ ในทางกลับกันมันจะเน้นไปที่วัสดุคริสตัลฟังก์ชั่นมิติต่ำในแง่ของสัณฐานวิทยา โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับการพัฒนาของ nanoscience ที่ทันสมัยการรวมเอฟเฟกต์ขนาดเล็กผลกระทบควอนตัมผลกระทบพื้นผิวและผลกระทบของการเชื่อมต่อของวัสดุนาโนกับโครงสร้างชั้นอิเล็กทรอนิกส์ที่เป็นเอกลักษณ์ลักษณะขององค์ประกอบของโลกหายากนาโนนาโนที่หายากแสดงคุณสมบัติใหม่ ๆ มากมาย

ในปัจจุบันส่วนใหญ่มีวัสดุนาโนที่หายากที่มีแนวโน้มสูงดังต่อไปนี้คือวัสดุนาโนเรืองแสงที่หายาก, วัสดุตัวเร่งปฏิกิริยานาโนดินนาโนที่หายาก, วัสดุแม่เหล็กนาโนนาโนโลกหายาก, วัสดุแม่เหล็กนาโนซีเรียมออกไซด์วัสดุป้องกันอัลตราไวโอเลตและวัสดุการทำงานของนาโนอื่น ๆ

ฉบับที่ 1วัสดุนาโนนาโนที่หายาก

01. นาโนเมอร์เมนต์อินทรีย์อินทรีย์อินทรีย์หายาก

วัสดุคอมโพสิตรวมหน่วยการทำงานที่แตกต่างกันในระดับโมเลกุลเพื่อให้ได้ฟังก์ชั่นเสริมและการปรับให้เหมาะสม วัสดุไฮบริดอนินทรีย์อินทรีย์มีฟังก์ชั่นของส่วนประกอบอินทรีย์และอนินทรีย์แสดงให้เห็นถึงความเสถียรเชิงกลที่ดีความยืดหยุ่นความเสถียรทางความร้อนและความสามารถในการประมวลผลที่ยอดเยี่ยม

 โลกหายากคอมเพล็กซ์มีข้อได้เปรียบมากมายเช่นความบริสุทธิ์สีสูงอายุการใช้งานที่ยาวนานของสถานะตื่นเต้นผลผลิตควอนตัมสูงและสายสเปกตรัมการปล่อยก๊าซที่อุดมไปด้วย พวกมันถูกใช้อย่างกว้างขวางในหลาย ๆ สาขาเช่นจอแสดงผลการขยายท่อนำคลื่นแสงเลเซอร์โซลิดสเตตไบโอมาร์คเกอร์และต่อต้านการปลอมแปลง อย่างไรก็ตามความเสถียรของความร้อนในระดับต่ำและความสามารถในการประมวลผลที่ไม่ดีของคอมเพล็กซ์ของหายากของโลกที่ยากจะขัดขวางการใช้งานและการส่งเสริมการขายของพวกเขาอย่างจริงจัง การรวมคอมเพล็กซ์โลกหายากเข้ากับเมทริกซ์อนินทรีย์กับคุณสมบัติเชิงกลที่ดีและความเสถียรเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการปรับปรุงคุณสมบัติการเรืองแสงของคอมเพล็กซ์โลกหายาก

ตั้งแต่การพัฒนาวัสดุไฮบริดอนินทรีย์อินทรีย์อินทรีย์หายากแนวโน้มการพัฒนาของพวกเขาแสดงลักษณะดังต่อไปนี้:

①วัสดุไฮบริดที่ได้รับจากวิธีการเติมสารเคมีมีส่วนประกอบที่ใช้งานได้อย่างมีเสถียรภาพปริมาณยาสลบสูงและการกระจายส่วนประกอบที่สม่ำเสมอ

②การแปลงจากวัสดุการทำงานเดียวเป็นวัสดุมัลติฟังก์ชั่นการพัฒนาวัสดุมัลติฟังก์ชั่นเพื่อให้การใช้งานของพวกเขาครอบคลุมมากขึ้น

③เมทริกซ์มีความหลากหลายตั้งแต่ซิลิกาเป็นหลักไปจนถึงสารตั้งต้นต่างๆเช่นไทเทเนียมไดออกไซด์โพลีเมอร์อินทรีย์ดินเหนียวและของเหลวไอออนิก

02. วัสดุเรืองแสงสีขาว LED สีขาว

เมื่อเปรียบเทียบกับเทคโนโลยีแสงที่มีอยู่ผลิตภัณฑ์แสงเซมิคอนดักเตอร์เช่นไดโอดเปล่งแสง (LED) มีข้อดีเช่นอายุการใช้งานที่ยาวนานการใช้พลังงานต่ำประสิทธิภาพการส่องสว่างสูงฟรีปรอทฟรี UV และการทำงานที่มั่นคง พวกเขาได้รับการพิจารณาว่าเป็น "แหล่งกำเนิดแสงรุ่นที่สี่" หลังจากหลอดไส้หลอดไฟฟลูออเรสเซนต์และหลอดก๊าซที่มีความแข็งแรงสูง (HIDs)

LED สีขาวประกอบด้วยชิปพื้นผิวฟอสเฟอร์และไดรเวอร์ ผงฟลูออเรสเซนต์หายากมีบทบาทสำคัญในประสิทธิภาพของ LED สีขาว ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมามีงานวิจัยจำนวนมากได้ดำเนินการเกี่ยวกับฟอสเฟอร์ LED สีขาวและมีความคืบหน้าอย่างยอดเยี่ยม:

①การพัฒนาของฟอสเฟอร์ชนิดใหม่ที่ตื่นเต้นโดย Blue LED (460m) ได้ทำการวิจัยยาสลบและดัดแปลงเกี่ยวกับ YaO2ce (YAG: CE) ที่ใช้ในชิป LED สีน้ำเงินเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของแสงและการแสดงสี

②การพัฒนาของผงฟลูออเรสเซนต์ใหม่ที่ตื่นเต้นด้วยแสงอัลตราไวโอเลต (400m) หรือแสงอัลตราไวโอเลต (360 มม.) ได้ศึกษาองค์ประกอบโครงสร้างและลักษณะสเปกตรัมอย่างเป็นระบบของผงเรืองแสงสีแดงและสีเขียวสีน้ำเงิน

③การทำงานเพิ่มเติมได้ดำเนินการในประเด็นทางวิทยาศาสตร์พื้นฐานในกระบวนการเตรียมผงฟลูออเรสเซนต์เช่นอิทธิพลของกระบวนการเตรียมการต่อฟลักซ์เพื่อให้แน่ใจว่าคุณภาพและความมั่นคงของผงฟลูออเรสเซนต์

นอกจากนี้ LED แสงสีขาวส่วนใหญ่ใช้กระบวนการบรรจุภัณฑ์แบบผสมของผงฟลูออเรสเซนต์และซิลิโคน เนื่องจากค่าการนำความร้อนที่ไม่ดีของผงฟลูออเรสเซนต์อุปกรณ์จะร้อนขึ้นเนื่องจากเวลาทำงานเป็นเวลานานนำไปสู่อายุซิลิโคนและทำให้อายุการใช้งานของอุปกรณ์สั้นลง ปัญหานี้ร้ายแรงโดยเฉพาะอย่างยิ่งในไฟ LED สีขาวพลังงานสูง บรรจุภัณฑ์ระยะไกลเป็นวิธีหนึ่งในการแก้ปัญหานี้โดยการติดผงฟลูออเรสเซนต์เข้ากับสารตั้งต้นและแยกออกจากแหล่งกำเนิดแสง LED สีน้ำเงินซึ่งจะช่วยลดผลกระทบของความร้อนที่เกิดจากชิปต่อประสิทธิภาพการเรืองแสงของผงเรืองแสง หากเซรามิกฟลูออเรสเซนต์ของหายากมีลักษณะของการนำความร้อนสูงความต้านทานการกัดกร่อนสูงความเสถียรสูงและประสิทธิภาพการส่งออกแสงที่ยอดเยี่ยมพวกเขาสามารถตอบสนองความต้องการแอปพลิเคชันของ LED สีขาวพลังงานสูงที่มีความหนาแน่นพลังงานสูง ผงนาโนขนาดเล็กที่มีกิจกรรมการเผาไหม้สูงและการกระจายตัวสูงได้กลายเป็นข้อกำหนดเบื้องต้นที่สำคัญสำหรับการเตรียมเซรามิกออปติคัลที่มีความโปร่งใสสูงในโลกที่มีประสิทธิภาพการส่งออกแสงสูง

 03. การตรวจสอบพื้นผิวของนาโนเรืองแสง

 Upconversion Luminescence เป็นกระบวนการ luminescence ชนิดพิเศษที่โดดเด่นด้วยการดูดซับโฟตอนพลังงานต่ำหลายชนิดโดยวัสดุเรืองแสงและการสร้างการปล่อยโฟตอนพลังงานสูง เมื่อเทียบกับโมเลกุลสีย้อมอินทรีย์แบบดั้งเดิมหรือจุดควอนตัม, นาโนนาโนเรืองแสงที่หายากมีข้อได้เปรียบมากมายเช่นการเปลี่ยนสโตกขนาดใหญ่, แถบการปล่อยก๊าซที่แคบ, ความมั่นคงที่ดี, ความเป็นพิษต่ำ, ความลึกของเนื้อเยื่อสูง พวกเขามีโอกาสในการใช้งานที่กว้างขวางในสาขาชีวการแพทย์

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาวัสดุนาโนเรืองแสงที่หายากของโลกได้มีความก้าวหน้าอย่างมีนัยสำคัญในการสังเคราะห์การปรับเปลี่ยนพื้นผิวการทำงานของพื้นผิวและการใช้งานด้านชีวการแพทย์ ผู้คนปรับปรุงประสิทธิภาพการเรืองแสงของวัสดุโดยการเพิ่มประสิทธิภาพองค์ประกอบสถานะเฟสขนาด ฯลฯ ที่ระดับนาโนและการรวมโครงสร้างแกน/เปลือกเพื่อลดศูนย์ดับการเรืองแสงเพื่อเพิ่มความน่าจะเป็นในการเปลี่ยนแปลง โดยการปรับเปลี่ยนทางเคมีให้สร้างเทคโนโลยีที่มีความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดีเพื่อลดความเป็นพิษและพัฒนาวิธีการถ่ายภาพสำหรับเซลล์ที่มีชีวิตเรืองแสงและในร่างกาย พัฒนาวิธีการมีเพศสัมพันธ์ทางชีวภาพที่มีประสิทธิภาพและปลอดภัยตามความต้องการของการใช้งานที่แตกต่างกัน (เซลล์ตรวจจับภูมิคุ้มกันในการถ่ายภาพฟลูออเรสเซนต์ในร่างกายการบำบัดด้วยแสงการรักษาด้วยแสงความร้อนยาเสพติดที่ควบคุมภาพถ่าย ฯลฯ )

การศึกษาครั้งนี้มีศักยภาพในการประยุกต์และผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจอย่างมากและมีความสำคัญทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญสำหรับการพัฒนา nanomedicine การส่งเสริมสุขภาพของมนุษย์และความก้าวหน้าทางสังคม

วัสดุแม่เหล็กนาโนนาโนที่หายากอันดับ 2

 
วัสดุแม่เหล็กถาวรของโลกหายากได้ผ่านขั้นตอนการพัฒนาสามขั้นตอน: SMCO5, SM2CO7 และ ND2FE14B ในฐานะที่เป็นผงแม่เหล็ก NDFEB ที่ดับอย่างรวดเร็วสำหรับวัสดุแม่เหล็กถาวรที่ถูกผูกมัดขนาดเกรนมีตั้งแต่ 20nm ถึง 50nm ทำให้มันเป็นวัสดุนาโนผลึกนาโนผลึกที่หายากทั่วไป

วัสดุ nanomagnetic ของหายากมีลักษณะของขนาดเล็กโครงสร้างโดเมนเดี่ยวและการบีบบังคับสูง การใช้วัสดุบันทึกแม่เหล็กสามารถปรับปรุงอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนและคุณภาพของภาพ เนื่องจากขนาดเล็กและความน่าเชื่อถือสูงการใช้ในระบบมอเตอร์ขนาดเล็กจึงเป็นทิศทางที่สำคัญสำหรับการพัฒนารุ่นใหม่ของการบินการบินและอวกาศและมอเตอร์ทางทะเล สำหรับหน่วยความจำแม่เหล็กของเหลวแม่เหล็กวัสดุต้านทานแม่เหล็กขนาดยักษ์ประสิทธิภาพสามารถปรับปรุงได้อย่างมากทำให้อุปกรณ์กลายเป็นประสิทธิภาพสูงและมีขนาดเล็ก

ฉบับที่ 3นาโนโลกหายากวัสดุเร่งปฏิกิริยา

วัสดุตัวเร่งปฏิกิริยาของหายากโลกเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาการเร่งปฏิกิริยาเกือบทั้งหมด เนื่องจากผลกระทบของพื้นผิวผลกระทบของปริมาตรและผลกระทบขนาดควอนตัมนาโนเทคโนโลยีหายากได้ดึงดูดความสนใจมากขึ้น ในปฏิกิริยาทางเคมีหลายอย่างจะใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาโลกหายาก หากมีการใช้ nanocatalyst ของหายากกิจกรรมการเร่งปฏิกิริยาและประสิทธิภาพจะได้รับการปรับปรุงอย่างมาก

โดยทั่วไปแล้วนาโนของโลกหายากจะใช้ในการแตกปิโตรเลียมตัวเร่งปฏิกิริยาและการรักษาความบริสุทธิ์ของไอเสียยานยนต์ วัสดุนาโนของหายากมากที่สุดคือวัสดุนาโนCEO2และLA2O3ซึ่งสามารถใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาและโปรโมเตอร์รวมถึงตัวเร่งปฏิกิริยา

ฉบับที่ 4นาโนซีเรียมออกไซด์วัสดุป้องกันรังสีอัลตราไวโอเลต

นาโนซีเรียมออกไซด์เป็นที่รู้จักกันว่าเป็นสารแยกอัลตราไวโอเลตรุ่นที่สามโดยมีผลการแยกที่ดีและการส่งผ่านสูง ในเครื่องสำอางกิจกรรมการเร่งปฏิกิริยาต่ำนาโนเซเรียจะต้องใช้เป็นสารแยก UV ดังนั้นความสนใจของตลาดและการรับรู้ของวัสดุป้องกันอัลตราไวโอเลตนาโนซีเรียมออกไซด์จึงสูง การปรับปรุงอย่างต่อเนื่องของการรวมวงจรรวมต้องใช้วัสดุใหม่สำหรับกระบวนการผลิตชิปวงจรรวม วัสดุใหม่มีข้อกำหนดที่สูงขึ้นสำหรับการขัดของเหลวและของเหลวขัดเงาของสารกึ่งตัวนำดินที่หายากจำเป็นต้องตอบสนองความต้องการนี้ด้วยความเร็วในการขัดที่เร็วขึ้นและปริมาณการขัดน้อยลง วัสดุขัดเงาของนาโนนาโนมีตลาดกว้าง

การเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในการเป็นเจ้าของรถยนต์ทำให้เกิดมลพิษทางอากาศอย่างรุนแรงและการติดตั้งตัวเร่งปฏิกิริยาการทำให้บริสุทธิ์ของไอเสียรถยนต์เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในการควบคุมมลพิษจากไอเสีย คอมโพสิตออกไซด์ของนาโนซีเรียมซีรั่มมีบทบาทสำคัญในการปรับปรุงคุณภาพของการทำให้บริสุทธิ์ของก๊าซหาง

หมายเลข 5 วัสดุการทำงานของนาโนอื่น ๆ

01. วัสดุเซรามิกนาโนดินหายาก

ผงเซรามิกนาโนสามารถลดอุณหภูมิการเผาไหม้ได้อย่างมีนัยสำคัญซึ่งต่ำกว่าผงเซรามิกที่ไม่ใช่นาโนที่ไม่มีองค์ประกอบเดียวกัน การเพิ่ม Nano CEO2 ลงในเซรามิกสามารถลดอุณหภูมิการเผาไหม้ยับยั้งการเจริญเติบโตของตาข่ายและปรับปรุงความหนาแน่นของเซรามิก การเพิ่มองค์ประกอบของโลกหายากเช่นY2O3 CEO2, or LA2O3 to ZRO2สามารถป้องกันการเปลี่ยนแปลงเฟสที่อุณหภูมิสูงและ embrittlement ของ ZRO2 และรับวัสดุโครงสร้างเซรามิกของ ZRO2 การเปลี่ยนแปลงเฟสของ ZRO2

เซรามิกอิเล็กทรอนิกส์ (เซ็นเซอร์อิเล็กทรอนิกส์, วัสดุ PTC, วัสดุไมโครเวฟ, ตัวเก็บประจุ, เทอร์มิสเตอร์ ฯลฯ ) ที่เตรียมโดยใช้ ultrafine หรือ nanoscale CEO2, Y2O3,ND2O3, SM2O3ฯลฯ มีการปรับปรุงคุณสมบัติทางไฟฟ้าความร้อนและเสถียรภาพ

การเพิ่มวัสดุคอมโพสิตโฟโตคะตาไลติกที่หายากของโลกในสูตรการเคลือบสามารถเตรียมเซรามิกส์ต้านเชื้อแบคทีเรียที่หายาก

02. Rare Earth Nano Film Materials

 ด้วยการพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพสำหรับผลิตภัณฑ์กำลังเข้มงวดมากขึ้นเรื่อย ๆ ต้องใช้ความหนาแน่นสูงเป็นพิเศษและบางเฉียบความหนาแน่นสูงเป็นพิเศษและการเติมเต็มผลิตภัณฑ์เป็นพิเศษ ปัจจุบันมีภาพยนตร์นาโนที่หายากสามประเภทที่สำคัญ: ภาพยนตร์นาโนที่หายาก Earth Complex, ภาพยนตร์นาโนหายาก Earth ออกไซด์และภาพยนตร์อัลลอยนาโนนาโนหายาก ภาพยนตร์นาโนดินหายากยังมีบทบาทสำคัญในอุตสาหกรรมข้อมูลการเร่งปฏิกิริยาพลังงานการขนส่งและยารักษาชีวิต

บทสรุป

จีนเป็นประเทศสำคัญในทรัพยากรโลกหายาก การพัฒนาและการประยุกต์ใช้วัสดุนาโนของหายาก Earth เป็นวิธีใหม่ในการใช้ทรัพยากรโลกหายากได้อย่างมีประสิทธิภาพ เพื่อขยายขอบเขตการใช้งานของโลกหายากและส่งเสริมการพัฒนาวัสดุการทำงานใหม่ควรสร้างระบบทางทฤษฎีใหม่ในทฤษฎีวัสดุเพื่อตอบสนองความต้องการการวิจัยที่ระดับนาโนทำให้วัสดุนาโนที่หายากของโลกมีประสิทธิภาพที่ดีขึ้น