Nanotechnology הוא תחום בין -תחומי מתפתח שהתפתח בהדרגה בסוף שנות השמונים ותחילת שנות התשעים. בשל הפוטנציאל העצום שלה ליצור תהליכי ייצור חדשים, חומרים ומוצרים, הוא יפעיל מהפכה תעשייתית חדשה במאה החדשה. רמת הפיתוח הנוכחית של מדעי הננו והננו -טכנולוגיה דומה לזו של טכנולוגיית מחשב ומידע בשנות החמישים. מרבית המדענים המחויבים לתחום זה צופים כי להתפתחות הננו -טכנולוגיה תהיה השפעה רחבה ומעמיקה על היבטים רבים של הטכנולוגיה. מדענים מאמינים שיש לה תכונות מוזרות ותכונות ייחודיות, וההשפעות המגבילות העיקריות המובילות לתכונות המוזרות של ננוכדור הארץ הנדירהחומרים כוללים אפקט משטח ספציפי, אפקט גודל קטן, אפקט ממשק, אפקט שקיפות, אפקט מנהור ואפקט קוונטי מקרוסקופי. השפעות אלה הופכות את התכונות הפיזיות של מערכות ננו שונות מחומרים קונבנציונליים, כמו אור, חשמל, חום ומגנטיות, וכתוצאה מכך תכונות חדשות רבות. ישנם שלושה כיוונים עיקריים למדענים עתידיים לחקור ולפתח ננו-טכנולוגיה: הכנה ויישום של ננו-חומרים בעלי ביצועים גבוהים; תכנן והכין מכשירים וציוד ננו שונים; לזהות ולנתח את המאפיינים של אזורי ננו. נכון לעכשיו, ישנם בעיקר כמה הוראות יישום לננוכדור הארץ הנדירS, והשימושים העתידיים של ננואדמות נדירותצריך לפתח עוד יותר.
תחמוצת ננו לנטנוםמיושם על חומרים פיזואלקטריים, חומרים אלקטרותרמיים, חומרים תרמו -אלקטריים, חומרים מגנטוריסטיים, חומרים זוהרים (אבקה כחולה) חומרי אחסון מימן, זכוכית אופטית, חומרי לייזר, חומרי סגסוגת שונים, זרזים להכנת מוצרים כימיים אורגניים וזרזים לנטרול מצמצים אוטומטיים. סרטי חקלאות המרה קלה מיושמים גםתחמוצת ננו לנטנום.
השימושים העיקריים שלננו סריהכולל: 1. כתוסף זכוכית,ננו סריהיכול לספוג קרניים אולטרה סגולות ואינפרא אדום והוחל על זכוכית רכב. לא רק שהיא יכולה למנוע קרינה אולטרה סגולה, אלא שהיא יכולה גם להפחית את הטמפרטורה בתוך המכונית, ובכך לחסוך חשמל למיזוג אוויר. 2. היישום שלתחמוצת ננו סריוםבזרזי טיהור פליטה לרכב יכולים ביעילות למנוע כמות גדולה של גז פליטה לרכב לאוויר. 3.תחמוצת ננו סריוםניתן ליישם על פיגמנטים כדי לצבוע פלסטיק וניתן להשתמש בהם גם בתעשיות כמו ציפויים, דיו ונייר. 4. היישום שלננו סריהבחומרי ליטוש הוכרה באופן נרחב כדרישה לדיוק גבוה לטיול פרוסות סיליקון ומצעי קריסטל בודדים בספיר. 5. בנוסף,ננו סריהניתן ליישם גם על חומרי אחסון מימן, חומרים תרמו -אלקטרוניים,ננו סריהאלקטרודות טונגסטן, קבלים קרמיים, קרמיקה פיזואלקטרית,ננו סריה סיליקון קרבידשוחקים, חומרי גלם תאי דלק, זרזי בנזין, חומרי מגנט קבועים מסוימים, פלדות סגסוגת שונות ומתכות לא ברזליות.
ננומטרתחמוצת Praseodymium (PR6O11)
השימושים העיקריים שלתחמוצת ננו פרזודימיוםכלול: 1. הוא נמצא בשימוש נרחב בבניית קרמיקה וקרמיקה יומית. ניתן לערבב אותו עם זיגוג קרמי כדי ליצור זיגוג צבעוני, או יכול לשמש כפיגמנט תחתון בלבד. הפיגמנט המיוצר הוא צהוב בהיר, עם גוון צבע טהור ואלגנטי. 2. משמש לייצור מגנטים קבועים, הנמצאים בשימוש נרחב במכשירים ומנועים אלקטרוניים שונים. 3. משמש לפיצוח קטליטי נפט, זה יכול לשפר את הפעילות הקטליטית, הסלקטיביות והיציבות. 4.תחמוצת ננו פרזודימיוםיכול לשמש גם ללטש שוחק. בנוסף, השימוש בתחמוצת ננו פרזודימיוםבתחום הסיבים האופטיים הופכת גם היא נפוצה יותר ויותר.
תחמוצת Nanometer Neodymium (ND2O3)
תחמוצת Nanometer Neodymiumהאלמנט הפך לנושא חם של תשומת לב בשוק במשך שנים רבות בגלל מיקומו הייחודי בכדור הארץ הנדירשָׂדֶה.תחמוצת Nanometer Neodymiumמיושם גם על חומרי מתכת שאינם ברזליים. הוספת 1.5% ל 2.5%תחמוצת Nano Neodymiumלסגסוגות מגנזיום או אלומיניום יכולות לשפר את הביצועים בטמפרטורה הגבוהה, אטום אוויר ועמידות בפני קורוזיה של הסגסוגת, ומשמשת באופן נרחב כחומר אווירי. בנוסף, ננו yttrium aluminum garnet מסומם עםתחמוצת Nano NeodymiumE מייצר קורות לייזר של גלים קצרים, הנמצאים בשימוש נרחב בתעשייה לריתוך וחיתוך חומרים דקים בעובי של פחות מ- 10 מ"מ. בפרקטיקה רפואית, ננואלומיניום yttriumלייזרי גרנט מסוממיםתחמוצת Nano Neodymiumמשמשים במקום סכינים כירורגיות להסרת פצעים כירורגיים או חיטויים.תחמוצת Nano Neodymiumמשמש גם לצביעת חומרי זכוכית וקרמיקה, כמו גם למוצרי גומי ותוספים.
השימושים העיקריים שלתחמוצת סמריום ננומטריתכלול את הצבע הצהוב בהיר, המשמש בקבלים קרמיים ובזרזים. בנוסף,תחמוצת ננו סמריוםיש גם תכונות גרעיניות ויכולות לשמש כחומר מבני, חומר מיגון וחומר בקרה עבור כורים אטומיים, מה שמאפשר ניצול בטוח של האנרגיה העצומה הנוצרת על ידי ביקוע גרעיני.
ננומטוסתחמוצת אירופה (EU2O3)
תחמוצת אירופה ננומטריתמשמש לרוב באבקות פלורסנט. EU3+משמש כמפעיל לזרחן אדום, ו- EU2+משמש לזרחן כחול. בימינו, Y0O3: EU3+הוא הזרחן הטוב ביותר ליעילות הזוהר, יציבות הציפוי ושחזור עלויות. בנוסף, עם שיפורים בטכנולוגיות כמו שיפור יעילות הזוהר והניגודיות, הוא נמצא בשימוש נרחב. לָאַחֲרוֹנָה,תחמוצת ננו אירופהשימש גם כזרחן פליטה מגורה במערכות אבחון רפואיות חדשות לרנטגן. תחמוצת ננו אירופה יכולה לשמש גם לייצור עדשות צבעוניות ומסננים אופטיים, למכשירי אחסון בועות מגנטיות, ובחומרי בקרה, חומרי מיגון וחומרים מבניים של כורים אטומיים. הוכנה אבקת פלורסנט אדום של חלקיקים גאדוליניום אירופיום (Y2O3EU3+) אבקת ניאון אדומהתחמוצת ננו yttrium (Y2O3) ותחמוצת ננו אירופה (EU2O3) כחומרי גלם. כשאתה מתכונןכדור הארץ הנדיראבקת ניאון של טריקולור, נמצא כי: (א) היא יכולה לערבב היטב עם אבקה ירוקה ואבקה כחולה; (ב) ביצועי ציפוי טובים; (ג) בגלל גודל החלקיקים הקטן של אבקה אדומה, שטח הפנים הספציפי גדל ומספר החלקיקים הזוהרים עולה, מה שיכול להפחית את כמות האבקה האדומה המשמשת בכדור הארץ הנדירזרחן טריקולור, וכתוצאה מכך ירידה בעלות.
השימושים העיקריים שלו כוללים: 1. המתחם הפרמגנטי המסיס במים יכול לשפר את אות ההדמיה המגנטי (NMR) של גוף האדם ביישומים רפואיים. 2. תחמוצות גופרית בסיסיות יכולות לשמש כרשת מטריקס לצינורות אוסצילוסקופ בהירות מיוחדות ומסכי פלואורסצנציה של רנטגן. 3. Theתחמוצת ננו גאדוליניום in תחמוצת ננו גאדוליניוםGallium Garnet הוא מצע יחיד אידיאלי לזיכרון זיכרון בועה מגנטי. 4. כאשר אין הגבלת מחזור קמוט, היא יכולה לשמש כמדיום קירור מגנטי במצב מוצק. 5. משמש כמעכב לבקרת רמת תגובת השרשרת של תחנות כוח גרעיניות כדי להבטיח את בטיחות התגובות הגרעיניות. בנוסף, השימוש בתחמוצת ננו גאדוליניוםותחמוצת ננו לנטנום יחד עוזרים לשנות את אזור מעבר הזכוכית ולשפר את היציבות התרמית של הזכוכית.תחמוצת ננו גאדוליניוםיכול לשמש גם לייצור קבלים ומסכים מעצבים רנטגן. כעת נעשים מאמצים ברחבי העולם לפיתוח היישום שלתחמוצת ננו גאדוליניוםוהסגסוגות שלה בקירור מגנטי, ופריצות דרך נעשו.
ננומטרתחמוצת טרביום (TB4O7)
אזורי היישום העיקריים כוללים: 1. אבקת פלורסנט משמשת כמפעילה לאבקה ירוקה בשלוש אבקות פלורסנט צבעוניות ראשוניות, כמו מטריצת פוספט המופעלת על ידיתחמוצת ננו טרביום, מטריצת סיליקט מופעלת על ידיתחמוצת ננו טרביום, ומטריצת אלומינט של ננו סריום מגנזיום מופעלת על ידיתחמוצת ננו טרביום, כולם פולטים אור ירוק במצב הנרגש. 2. בשנים האחרונות נערכו מחקר ופיתוחתחמוצת ננו טרביוםמבוסס חומרים מגנטו-אופטיים מבוססים לאחסון מגנטו-אופטי. דיסק מגנטו-אופטי שפותח באמצעות סרט דק אמורפי TB-Fe כאלמנט אחסון מחשב יכול להגדיל את קיבולת האחסון פי 10-15 פעמים. 3. זכוכית אופטית מגנטו, זכוכית סיבובית של פאראדיי המכילהתחמוצת ננו טרביום, הוא חומר מרכזי המשמש בייצור מסובבים, מבודדים וצלצולים הנמצאים בשימוש נרחב בטכנולוגיית לייזר.תחמוצת ננו טרביוםותחמוצת הברזל של ננו דיספרוזיון שימשו בעיקר בסונאר ונמצאו בשימוש נרחב בתחומים שונים, ממערכות הזרקת דלק, בקרת שסתום נוזלי, מיקום מיקרו וכלה במפעילים מכניים, מנגנונים, ורגולטורים כנפיים לטילסקופים בחלל.
תחמוצת דיספרוזיון של ננו (DY2O3)
השימושים העיקריים שלתחמוצת דיספרוזיון של ננו (DY2O3) תחמוצת דיספרוזיון של ננוהם: 1.תחמוצת דיספרוזיון של ננומשמש כמפעיל אבקה פלואורסצנטית, וטריוולנטיתחמוצת דיספרוזיון של ננוהוא יון הפעלה מבטיח למרכז זוהר יחיד שלושה חומר זוהר צבעוני ראשוני. הוא מורכב בעיקר משתי פסי פליטה, האחת היא פליטת אור צהוב, והשנייה היא פליטת אור כחול. החומר הזוהר מסומם עםתחמוצת דיספרוזיון של ננויכול לשמש כאבקת פלורסנט צבעונית ראשונית. 2.תחמוצת דיספרוזיון של ננוהוא חומר גלם מתכת הכרחי להכנת סגסוגת מגנטו -קריקטית גדולהתחמוצת ננו טרביוםסגסוגת ננו דיספרוזיון תחמוצת ברזל (טרפנול), שיכולה לאפשר השגת כמה תנועות מכניות מדויקות. 3.תחמוצת דיספרוזיון של ננומתכת יכולה לשמש כחומר אחסון מגנטו-אופטי עם מהירות הקלטה גבוהה ורגישות לקריאה. 4 משמש להכנתתחמוצת דיספרוזיון של ננומנורות, החומר העובד המשמש בתחמוצת דיספרוזיון של ננומנורות זהתחמוצת דיספרוזיון של ננוו לסוג זה של מנורה יתרונות כמו בהירות גבוהה, צבע טוב, טמפרטורת צבע גבוהה, גודל קטן וקשת יציבה. הוא שימש כמקור תאורה לסרטים, הדפסה ויישומי תאורה אחרים. 5. בגלל שטח החתך של לכידת הנויטרונים הגדולתחמוצת דיספרוזיון של ננו, הוא משמש בתעשיית האנרגיה האטומית למדידת ספקטרום נויטרונים או כבולם נויטרונים.
השימושים העיקריים שלתחמוצת ננו הולמיוםכלול: 1. כתוסף למנורות הליד מתכת. מנורות הליד מתכת הן סוג של מנורת פריקת גז שפותחה על בסיס מנורות כספית בלחץ גבוה, המאופיינות על ידי מילוי הנורה עם שונותכדור הארץ הנדירהלידים. נכון לעכשיו, השימוש העיקרי הואכדור הארץ הנדיריוד, הפולט צבעים ספקטרליים שונים במהלך פריקת הגז. החומר העובד המשמש בתחמוצת ננו הולמיוםהמנורה מיודדתתחמוצת ננו הולמיום, שיכול להשיג ריכוז גבוה של אטומי מתכת באזור הקשת, ולשפר מאוד את יעילות הקרינה. 2.תחמוצת ננו הולמיוםיכול לשמש כתוסף לברזל yttrium אואלומיניום yttriumנוֹפֶך; 3.תחמוצת ננו הולמיוםיכול לשמש כגרנט אלומיניום ברזל yttrium (HO: YAG) כדי לפלוט לייזר 2 מיקרומטר, רקמה אנושית על 2 מיקרו, קצב הספיגה של לייזר M גבוה, כמעט שלושה סדרי גודל גבוהים מזה של HD: YAG0. לכן בעת השימוש ב- HO: YAG לייזר לניתוחים רפואיים, לא רק שניתן לשפר את היעילות והדיוק הכירורגיות, אלא גם את אזור הנזק התרמי ניתן להפחית לגודל קטן יותר. הקורה החופשית שנוצרה על ידיתחמוצת ננו הולמיוםגבישים יכולים לחסל שומן מבלי לייצר חום מוגזם, ובכך להפחית את הנזק התרמי לרקמות בריאות. מדווח כי השימוש בתחמוצת ננו הולמיוםלייזרים בארצות הברית לטיפול בגלאוקומה יכולים להפחית את הכאב של חולים העוברים ניתוח. 4. בסגסוגת המגנטו -סגסוגת טרפנול D, כמות קטנה שלתחמוצת ננו הולמיוםניתן להוסיף גם כדי להפחית את השדה החיצוני הנדרש למגנטציה של הרוויה של הסגסוגת. 5. בנוסף, ניתן ליצור מכשירי תקשורת אופטיים כמו לייזרי סיבים, מגברי סיבים וחיישני סיבים באמצעות סיבים מסוממים עםתחמוצת ננו הולמיום, אשר ישחק תפקיד חשוב יותר בהתפתחות מהירה של תקשורת סיבים אופטית כיום.
השימושים העיקריים שלתחמוצת ננו ארביוםכלול: 1. לפליטת האור של ER3+במהירות 1550 ננומטר יש משמעות מיוחדת, שכן אורך גל זה ממוקם בדיוק באובדן הנמוך ביותר של סיבים אופטיים בתקשורת סיבים אופטיים. לאחר שהתלהב מאור באורך גל של 980nm1480nm,תחמוצת ננו ארביוםיונים (ER3+) מעבר ממצב הקרקע 4115/2 למצב אנרגיה גבוהה 4113/2, ופולטים אור אורך גל של 1550 ננומטר כאשר ER3+במצב המצב האנרגטי גבוה בחזרה למצב הקרקע, סיבים אופטיים קוורץ יכולים להעביר מרכיבי אור שונים, אך קצב ההתייחסות האופטי משתנה. רצועת האור בתדר 1550 ננומטר יש את שיעור ההנחתה האופטי הנמוך ביותר (0.15 דציבלים לקילומטר) בהעברת סיבים אופטיים קוורץ, שהם כמעט הגבול הנמוך יותר של קצב ההנחתה. לכן, כאשר משמשת תקשורת סיבים אופטית כאור אות במהירות של 1550 ננומטר, אובדן האור ממוזער. בדרך זו, אם ריכוז מתאים שלתחמוצת ננו ארביוםמגבר מסומם למטריצה מתאימה, המגבר יכול לפצות על הפסדים במערכות תקשורת על בסיס עקרון הלייזר. לכן, ברשתות טלקומוניקציה הדורשות הגברה של 1550 ננומטר אותות אופטיים,תחמוצת ננו ארביוםמגברי סיבים מסוממים הם מכשירים אופטיים חיוניים. כַּיוֹם,תחמוצת ננו ארביוםמגברי סיבי סיליקה מסוממים הוסחרו. על פי הדיווחים, על מנת להימנע מקליטה חסרת תועלת, כמות הסמים של תחמוצת הננו ארביום בסיבים אופטיים נעה בין עשרות למאות עמודים לדקה. התפתחות מהירה של תקשורת סיבים אופטית תפתח שדות חדשים ליישוםתחמוצת ננו ארביוםו 2. בנוסף, גבישי לייזר מסוממיםתחמוצת ננו ארביוםותפוקתם לייזרים של 1730 ננומטר ו- 1550 ננומטר בטוחים לעיניים אנושיות, עם ביצועי שידור אטמוספריים טובים, יכולת חדירה חזקה לעשן בשדה הקרב, סודיות טובה ולא מתגלים בקלות על ידי אויבים. הניגודיות של ההקרנה על יעדים צבאיים היא גדולה יחסית, ופותח מדד לייזר נייד לבטיחות עיניים אנושיות לשימוש צבאי. 3 ER3+ניתן להוסיף לזכוכית להכנהכדור הארץ הנדירחומרי לייזר זכוכית, שהם כיום חומר הלייזר של המצב המוצק עם אנרגיית הדופק הגבוהה ביותר והספק הפלט. 4 ER3+יכול לשמש גם כיון הפעלה לחומרי לייזר נדירים של כדור הארץ. 5. בנוסף,תחמוצת ננו ארביוםיכול לשמש גם לדיקה וצביעה של עדשות משקפיים וזכוכית גבישית.
השימושים העיקריים שלתחמוצת ננו yttriumכלול: 1. תוספים לפלדה וסגסוגות שאינן ברזליות. סגסוגות FECR בדרך כלל מכילות 0.5% עד 4%תחמוצת ננו yttrium, שיכולים לשפר את עמידות החמצון והמשיכות של פלדות אל חלד אלה; לאחר הוספת כמות מתאימה של עשירתחמוצת ננו yttriumמְעוּרָבכדור הארץ הנדירלסגסוגת MB26, הביצועים הכוללים של הסגסוגת השתפרו באופן משמעותי, והיא יכולה להחליף כמה סגסוגות אלומיניום חוזקות בינוניות לרכיבים הנושאים עומס מטוסים; הוספת כמות קטנה של ננו yttriumתחמוצת אדמה נדירהלסגסוגת Al Zr יכולה לשפר את המוליכות של הסגסוגת; סגסוגת זו אומצה על ידי מרבית מפעלי החוט המקומיים; מוֹסִיףתחמוצת ננו yttriumלסגסוגות נחושת משפרות את המוליכות והחוזק המכני. 2. מכיל 6%תחמוצת ננו yttriumואלומיניום 2% סיליקון ניטריד ניתן להשתמש בחומר קרמיקה לפיתוח רכיבי מנוע. 3. השתמש בוואט 400 וואטתחמוצת Nano Neodymiumקרן לייזר אלומיניום גרנט לביצוע עיבוד מכני כמו קידוח, חיתוך וריתוך על רכיבים גדולים. 4. המסך הפלואורסצנטי המיקרוסקופ האלקטרוני המורכב מ- y-al garnet פרוסות גבישים בודדים הוא בעל בהירות פלואורסצנטית גבוהה, ספיגה נמוכה של אור מפוזר, עמידות טובה לטמפרטורה גבוהה ובלאי מכני. 5. גבוהתחמוצת ננו yttriumסגסוגות מובנות המכילות עד 90%תחמוצת ננו גאדוליניוםניתן להשתמש בתעופה ויישומים אחרים הדורשים צפיפות נמוכה ונקודת התכה גבוהה. 6. חומרים מוליכים פרוטון בטמפרטורה גבוהה המכילים עד 90%תחמוצת ננו yttriumיש משמעות רבה לייצור תאי דלק, תאים אלקטרוליטיים ורכיבי חישת גז הדורשים מסיסות מימן גבוהה. בנוסף,תחמוצת ננו yttriumמשמש גם כחומר ריסוס בטמפרטורה גבוהה, דילול לדלק כור אטומי, תוסף לחומרי מגנט קבועים וכגסט בתעשייה האלקטרונית.
בנוסף לאמור לעיל, ננותחמוצות אדמה נדירותניתן להשתמש גם בחומרי ביגוד עם בריאות האדם וביצועי הסביבה. מיחידת המחקר הנוכחית, לכולם כיוון מסוים: התנגדות לקרינה אולטרה סגולה; זיהום אוויר וקרינה אולטרה סגולה מועדים למחלות עור וסרטן; מניעת זיהום מקשה על המזהמים לדבוק בבגדים; מחקרים מתבצעים גם בתחום הבידוד התרמי. בגלל הקשיות וההזדקנות הקלה של עור, הוא מועיל ביותר לנקודות עובש בימים גשומים. נסחף עם ננותחמוצת סריום אדמה נדירהיכול להפוך את העור לרך יותר, פחות נוטה להזדקנות ועובש, וגם מאוד נוח ללבוש. חומרי ננו -נו -טייט היו גם נושא חם במחקר ננו -חומר בשנים האחרונות, עם ההתמקדות העיקרית בציפויים פונקציונליים. ארצות הברית משתמשת ב -80 ננומטרY2O3כציפוי מיגון אינפרא אדום, שיש לו יעילות גבוהה בהשתקפות החום.CEO2יש מדד שבירה גבוה ויציבות גבוהה. כַּאֲשֵׁרננו נדיר אדמה תחמוצת, תחמוצת ננו לנטנום ותחמוצת ננו סריוםאבקה מתווספת לציפוי, הקיר החיצוני יכול להתנגד להזדקנות. מכיוון שציפוי הקיר החיצוני נוטה להזדקנות ונפילה בגלל הצבע שנחשף לקרני האולטרה סגול של השמש ולחשיפה לרוח ושמש ארוכת טווח, תוספת שלתחמוצת Ceriumוכןתחמוצת yttriumיכול להתנגד לקרינה אולטרה סגולה, וגודל החלקיקים שלה קטן מאוד.תחמוצת ננו סריוםמשמש כבולם האולטרה סגול, הוא צפוי לשמש למניעת הזדקנות של מוצרי פלסטיק עקב קרינה אולטרה סגולה, כמו גם הזדקנות ה- UV של טנקים, מכוניות, אוניות, מיכלי אחסון שמן וכו ', ולמלא תפקיד בשלטי חוצות גדולים בחוץ
ההגנה הטובה ביותר היא עבור ציפוי הקיר הפנימי למניעת עובש, לחות וזיהום, מכיוון שגודל החלקיקים שלו קטן מאוד, מה שמקשה על האבק לדבוק בקיר וניתן למחוק אותו במים. ישנם עדיין שימושים רבים בננותחמוצות אדמה נדירותזה זקוק למחקר ופיתוח נוסף, ואנחנו מקווים בכנות שיהיה לו מחר מבריק יותר.
זמן הודעה: נוב-03-2023