Рідкісні земляні наноматеріали
Рідкісні земляні наноматеріали Рідкісні елементи землі мають унікальну електронну структуру 4F -шару 4F, великий атомний магнітний момент, сильна спінова орбіта та інші характеристики, що призводить до дуже багатих оптичних, електричних, магнітних та інших властивостей. Вони є незамінними стратегічними матеріалами для країн у всьому світі для трансформації традиційних галузей та розвитку високотехнологічних технологій, і вони відомі як "Будинок скарбів нових матеріалів".
Окрім застосувань у традиційних галузях, таких як металургійна техніка, нафтохімічні речовини, скляна кераміка та легкий текстиль,рідкісні землітакож є ключовими підтримуючими матеріалами у таких полях, як чиста енергія, великі транспортні засоби, нові енергетичні транспортні засоби, напівпровідникове освітлення та нові дисплеї, тісно пов'язані з життям людини.
Після десятиліть розвитку фокус рідкісних досліджень, пов'язаних з землею, відповідно перемикався від виплавки та відокремлення рідкісних земель з високою чистотою до високотехнологічних застосувань рідкісних земель у магнетизмі, оптиці, електроенергії, зберігання енергії, каталізу, біомедицини та інших поля. З одного боку, в матеріальній системі існує більша тенденція до рідкісних композитних матеріалів; З іншого боку, він більше зосереджений на низьковимірних функціональних кристалічних матеріалах з точки зору морфології. Особливо з розвитком сучасної нанонауки, поєднання ефектів невеликих розмірів, квантових ефектів, поверхневих ефектів та інтерфейсних ефектів наноматеріалів з унікальними характеристиками структури електронних шарів рідкісних елементів землі, рідкісними земляними наноматеріалами виявляють багато нових властивостей, що відрізняються від традиційних матеріалів, максимізуючи відмінні продуктивності рідкісних земляних матеріалів та подальше розширення його застосування у полях традиційних матеріалів та нових високотехнологічних виробничих виробництва.
В даний час існує в основному такі багатообіцяючі рідкісні земляні наноматеріали, а саме рідкісні нано -люмінесцентні матеріали, рідкісні нано -каталітичні матеріали, рідкісні нано -магнітні матеріали,оксид нано церіюУльтрафіолетові екрановані матеріали та інші функціональні матеріали нано.
№1Рідкісні земляні люмінесцентні матеріали
01. Рідкісні земляні органічні неорганічні гібридні люмінесцентні наноматеріали
Композитні матеріали поєднують різні функціональні одиниці на молекулярному рівні для досягнення додаткових та оптимізованих функцій. Органічний неорганічний гібридний матеріал виконує функції органічних та неорганічних компонентів, що демонструють хорошу механічну стабільність, гнучкість, теплову стабільність та відмінну обробку.
Рідкісна земляКомплекси мають багато переваг, таких як чистота високої кольорів, тривалий термін збудженого стану, високий квантовий вихід та багаті лінії спектру викидів. Вони широко використовуються у багатьох полях, таких як дисплей, ампліфікація оптичної хвилеводу, твердотільні лазери, біомаркер та анти-підробка. Однак низька фототермальна стабільність та погана обробка рідкісних комбінезонів серйозно перешкоджають їх застосуванню та просуванню. Поєднання рідкісних земних комплексів з неорганічними матрицями з хорошими механічними властивостями та стабільністю є ефективним способом поліпшення люмінесцентних властивостей рідкісних земних комплексів.
З моменту розвитку рідкісного органічного неорганічного гібридного матеріалу, їх тенденції розвитку показують такі характеристики:
① Гібридний матеріал, отриманий методом хімічного допінгу, має стабільні активні компоненти, високу кількість допінгу та рівномірний розподіл компонентів;
② Перетворення з окремих функціональних матеріалів у багатофункціональні матеріали, розробляючи багатофункціональні матеріали, щоб зробити їх застосування більш широкими;
③ Матриця різноманітна, від насамперед кремнезему до різних субстратів, таких як діоксид титану, органічні полімери, глини та іонні рідини.
02. Білий світлодіод рідкісний люмінесцентний матеріал
Порівняно з існуючими технологіями освітлення, напівпровідникові освітлювальні продукти, такі як світлодіоди (світлодіоди), мають такі переваги, як тривалий термін служби, низьке споживання енергії, висока світла ефективність, без ртуті, без УФ та стабільна робота. Вони вважаються "джерелом світла четвертого покоління" після розжарених ламп, люмінесцентних світильників та високоміцних розрядів газу (HID).
Білий світлодіод складається з мікросхем, субстратів, фосфорів та драйверів. Рідкісний флуоресцентний порошок Землі відіграє вирішальну роль у виконанні білого світлодіода. Останніми роками було проведено велику кількість дослідницьких робіт на фосфорах білих світлодіодів і досягнуто відмінного прогресу:
① Розробка нового типу фосфору, збудженого синім світлодіодом (460 м), проводила дослідження допінгу та модифікації Yao2CE (YAG: CE), що використовується в синіх світлодіодних мікросхемах для підвищення ефективності світла та візуалізації кольорів;
② Розробка нових флуоресцентних порошків, збуджених ультрафіолетовим світлом (400 м) або ультрафіолетовим світлом (360 мм), систематично вивчала склад, структуру та спектральні характеристики червоно -зелених синіх флуоресцентних порошків, а також різні співвідношення трьох флуоресцентних порошків для отримання білих світлодіодних температур;
Подальша робота була проведена з основних наукових питань у процесі підготовки флуоресцентного порошку, наприклад, вплив процесу підготовки на потік, щоб забезпечити якість та стабільність флуоресцентного порошку.
Крім того, світлодіод білого світла в основному приймає змішаний процес упаковки флуоресцентного порошку та силікону. Через погану теплопровідність флуоресцентного порошку пристрій нагрівається через тривалий робочий час, що призводить до старіння силікону та скорочення терміну служби пристрою. Ця проблема особливо серйозна у великій потужності світлодіодів білого світла. Віддалена упаковка - це один із способів вирішити цю проблему, прикріплюючи флуоресцентний порошок до підкладки та відокремлюючи її від синього джерела світлодіодного світла, тим самим зменшуючи вплив тепла, що утворюється мікросхем на люмінесцентну продуктивність флуоресцентного порошку. Якщо рідкісна земна флуоресцентна кераміка має характеристики високої теплопровідності, високої корозійної стійкості, високої стабільності та відмінних оптичних результатів виходу, вони можуть краще задовольнити вимоги до більш високої потужності з високою щільністю енергії. Мікро -нано -порошки з високою спіканням та високою дисперсією стали важливою умовою для підготовки високої прозорості рідкісної Землі Оптичної функціональної кераміки з високими оптичними продуктивними продуктивністю.
03. РОДІЙ Земля
Люмінесценція на вигодовування-це особливий тип процесу люмінесценції, що характеризується поглинанням декількох фотонів з низькою енергією люмінесцентними матеріалами та генерацією високоенергетичних фотонів. Порівняно з традиційними молекулами органічного барвника або квантовими крапками, рідкісні наноматеріали, що висунули рідкісні землі, мають багато переваг, таких як велика зміна анти -стоків, вузька смуга викидів, хороша стабільність, низька токсичність, глибина проникнення високої тканини та низька спонтанна флуоресценція. Вони мають широкі перспективи застосування в біомедичній галузі.
Останніми роками рідкісні наноматеріали люмінесцентних наноматеріалів досягли значного прогресу в синтезі, модифікації поверхні, функціоналізації поверхні та біомедичних застосуванні. Люди покращують продуктивність люмінесценції матеріалів, оптимізуючи їх склад, фазовий стан, розмір тощо на нанорозмірному масштабі та поєднуючи структуру ядра/оболонки для зменшення центру гасіння люмінесценції, щоб збільшити ймовірність переходу. За допомогою хімічної модифікації встановіть технології з хорошою біосумісністю для зниження токсичності та розробити методи візуалізації для вдосконалення люмінесцентних живих клітин та in vivo; Розробити ефективні та безпечні методи біологічного зв'язку на основі потреб різних застосувань (клітини виявлення імунних, in vivo флуоресцентна візуалізація, фотодинамічна терапія, фототермічна терапія, препарати, що контролюються фото, тощо).
Це дослідження має величезний потенціал застосування та економічні вигоди та має важливе наукове значення для розвитку наномедицини, сприяння здоров’ю людини та соціального прогресу.
№2 Рідкісні земляні нано магнітні матеріали
Рідкісні земляні постійні магнітні матеріали пройшли три етапи розвитку: SMCO5, SM2CO7 та ND2FE14B. Як швидкий гасіння магнітного порошку NDFEB для скріплених постійних магнітних матеріалів, розмір зерна коливається від 20 нм до 50 нм, що робить його типовим нанокристалічним рідкісним землею постійним магнітним матеріалом.
Рідкісні земляні наномагнітні матеріали мають характеристики невеликого розміру, єдиної доменної структури та високої коерцивності. Використання матеріалів магнітного запису може покращити співвідношення сигнал-шум та якість зображення. Завдяки своєму невеликому розміру та високій надійності, його використання в мікромоторних системах є важливим напрямком для розвитку нового покоління авіації, аерокосмічних та морських двигунів. Для магнітної пам’яті, магнітної рідини, гігантських матеріалів стійкості до магніто, продуктивність може бути значно вдосконалена, що пристрої стають високоефективними та мініатюрними.
№3Рідкісна земна нанокаталітичні матеріали
Рідкісні земляні каталітичні матеріали включають майже всі каталітичні реакції. Через поверхневі ефекти, об'ємні ефекти та ефекти квантового розміру, рідкісна земна нанотехнологія все частіше привертає увагу. У багатьох хімічних реакціях застосовуються рідкісні земні каталізатори. Якщо будуть використані рідкісні земляні нанокаталізатори, каталітична активність та ефективність будуть значно покращені.
Рідкісні нанокаталізатори Землі, як правило, використовуються при каталітичному розтріскуванні нафти та очищенні обробки автомобільних вихлопів. Найчастіше використовувані рідкісні нанокаталітичні матеріалиCEO2іLa2o3, який можна використовувати як каталізатори та промоутери, а також носії каталізаторів.
№4Оксид нано церіюУльтрафіолетовий екранований матеріал
Оксид нано церію відомий як ультрафіолетовий засіб ультрафіолетового ізоляції третього покоління, з хорошим ефектом ізоляції та високою пропусканням. У косметиці нано -церія низької каталітичної активності повинна використовуватися як ультрафіолетовий засіб. Тому ринкова увага та визнання нано -церійного оксиду ультрафіолетового екранування матеріалів високі. Постійне вдосконалення інтеграції інтегрованої схеми вимагає нових матеріалів для процесів виготовлення інтегрованих мікросхем. Нові матеріали мають більш високі вимоги до полірування рідин, а напівпровідникові рідкісні полірування рідини повинні задовольнити цю вимогу, з швидшою швидкістю полірування та меншою мірою. Нано рідкісні полірування землі мають широкий ринок.
Значне збільшення власності на автомобілі спричинило серйозне забруднення повітря, а встановлення каталізаторів очищення автомобілів є найбільш ефективним способом контролю забруднення вихлопами. Нано -церконічні композитні оксиди відіграють важливу роль у покращенні якості очищення хвостового газу.
№5 Інші функціональні матеріали нано
01. Рідкісні земляні нано -керамічні матеріали
Нано -керамічний порошок може значно знизити температуру спікання, що на 200 ℃ ~ 300 ℃ нижче, ніж у нано -керамічного порошку з однаковим складом. Додавання нано -генерального директора до кераміки може знизити температуру спікання, гальмувати ріст решітки та покращити щільність кераміки. Додавання рідкісних елементів землі, таких якY2O3, CEO2, or La2o3 to Zro2може запобігти високотемпературній фазовій трансформації та розміченню Zro2 та отримати фазові перетворення Zro2, що посилюють керамічні структурні матеріали.
Електронна кераміка (електронні датчики, матеріали PTC, мікрохвильові матеріали, конденсатори, термістори тощо), приготовані з використанням ультратонного або нанорозмірного генерального директора, Y2O3,ND2O3, SM2O3тощо покращили властивості електричних, теплових та стабільності.
Додавання рідкісних фотокаталітичних композитних матеріалів до формули глазурі може приготувати рідкісну земну антибактеріальну кераміку.
02.
З розвитком науки та технологій вимоги до продуктивності до продуктів стають все більш суворими, що вимагає над витонченою, ультрапідйомною, надвисокою щільністю та ультрафінансуванням продуктів. В даний час розроблені три основні категорії рідкісних земних фільмів: рідкісні нано -фільми, рідкісні нано -фільми з оксиду землі та рідкісні фільми про нано -сплави. Рідкісні Землі нано -фільми також відіграють важливу роль у інформаційній галузі, каталізі, енергетиці, транспорті та життєвій медицині.
Висновок
Китай - головна країна рідкісних земельних ресурсів. Розробка та застосування рідкісних земних наноматеріалів - це новий спосіб ефективного використання рідкісних ресурсів Землі. Для того, щоб розширити сферу застосування рідкісної Землі та сприяти розробці нових функціональних матеріалів, у теорії матеріалів слід встановити нову теоретичну систему для задоволення потреб досліджень на нанорозмірному масштабі, зробити рідкісні наноматеріали Землі кращі результати та зробити можливими появою нових властивостей та функцій.
Час повідомлення: 29-2023 травня