Bahan nano bumi jarang Unsur bumi jarang gaduh struktur éléktronik sub-lapisan 4f anu unik, momen magnét atom anu ageung, gandeng orbit spin anu kuat sareng ciri-ciri sanésna, nyababkeun sipat optik, listrik, magnét sareng anu sanés.Aranjeunna bahan strategis indispensable pikeun nagara sakuliah dunya pikeun transformasi industri tradisional jeung ngamekarkeun high-tech, sarta dipikawanoh salaku "harta karun tina bahan anyar".
Salian aplikasina dina widang tradisional sapertos mesin metalurgi, petrokimia, keramik kaca, sareng tékstil ringan,taneuh jarangÉta ogé bahan pangrojong konci dina widang munculna kayaning énergi bersih, kandaraan badag, kandaraan énergi anyar, cahaya semikonduktor, sarta tampilan anyar, raket patalina jeung kahirupan manusa.
Saatos sababaraha dekade pangwangunan, fokus panalungtikan anu aya hubunganana sareng bumi jarang parantos ngalih tina peleburan sareng pamisahan bumi jarang anu murni murni kana aplikasi téknologi tinggi bumi jarang dina magnetisme, optik, listrik, neundeun énergi, katalisis, biomedis, jeung widang séjénna.Di hiji sisi, aya trend gede nuju bahan komposit bumi jarang dina sistem bahan;Di sisi anu sanésna, éta langkung difokuskeun kana bahan kristal fungsional diménsi rendah dina hal morfologi.Utamana sareng pamekaran nanosains modéren, ngagabungkeun épék ukuran leutik, épék kuantum, épék permukaan, sareng épék antarmuka nanomaterial kalayan ciri struktur lapisan éléktronik unik tina unsur bumi jarang, nanomaterial bumi jarang nunjukkeun seueur pasipatan novel anu béda ti bahan tradisional, maksimalkeun. kinerja unggulan bahan bumi langka, Sarta salajengna dilegakeun aplikasi na dina widang bahan tradisional jeung manufaktur tinggi-tech anyar.
Ayeuna, aya utamana di handap ieu pisan ngajangjikeun nanomaterials langka bumi, nyaéta bahan luminescent nano bumi jarang, bahan katalitik nano bumi langka, bahan magnet nano bumi jarang,nano cerium oksidabahan pelindung ultraviolét, sareng bahan fungsional nano anu sanés.
No.1Bahan luminescent nano bumi jarang
01. Jarang bumi organik-anorganik hibrida nanomaterials luminescent
Bahan komposit ngagabungkeun unit fungsional anu béda dina tingkat molekular pikeun ngahontal fungsi pelengkap sareng dioptimalkeun.Bahan hibrid anorganik organik boga fungsi komponén organik jeung anorganik, némbongkeun stabilitas mékanis alus, kalenturan, stabilitas termal jeung processability alus teuing.
bumi langkakompléx boga loba kaunggulan, kayaning purity warna tinggi, umur panjang kaayaan bungah, ngahasilkeun kuantum tinggi, sarta garis spéktrum émisi euyeub.Éta seueur dianggo dina seueur widang, sapertos tampilan, amplifikasi pandu gelombang optik, laser solid-state, biomarker, sareng anti-pemalsuan.Sanajan kitu, stabilitas photothermal low jeung prosés goréng kompléx bumi jarang serius ngahalangan aplikasi tur promosi maranéhanana.Ngagabungkeun kompléx bumi jarang sareng matriks anorganik anu gaduh sipat mékanis anu saé sareng stabilitas mangrupikeun cara anu efektif pikeun ningkatkeun sipat luminescent komplék bumi jarang.
Kusabab ngembangkeun bahan hibrid anorganik organik bumi jarang, tren pangembanganana nunjukkeun ciri-ciri ieu:
① Bahan hibrid diala ku métode doping kimiawi boga komponén aktif stabil, jumlah doping tinggi jeung distribusi seragam komponén;
② Transforming tina bahan fungsional tunggal kana bahan multifungsi, ngamekarkeun bahan multifungsi pikeun ngajantenkeun aplikasina langkung luas;
③ Matriksna rupa-rupa, ti utamana silika nepi ka rupa-rupa substrat saperti titanium dioksida, polimér organik, liat, jeung cairan ionik.
02. Bodas LED bahan luminescent bumi langka
Dibandingkeun sareng téknologi pencahyaan anu tos aya, produk pencahayaan semikonduktor sapertos dioda pemancar cahaya (LEDs) gaduh kaunggulan sapertos umur panjang, konsumsi énérgi rendah, efisiensi bercahaya tinggi, gratis merkuri, bébas UV, sareng operasi anu stabil.Éta dianggap "sumber cahaya generasi kaopat" saatos lampu pijar, lampu fluoresensi, sareng lampu pelepasan gas (HIDs) kakuatan tinggi.
LED bodas diwangun ku chip, substrat, fosfor, sareng supir.Bubuk fluoresensi bumi jarang maénkeun peran anu penting dina pagelaran LED bodas.Dina taun-taun ayeuna, seueur padamelan panalungtikan anu dilakukeun dina fosfor LED bodas sareng kamajuan anu saé parantos dilakukeun:
① Ngembangkeun tipe anyar phosphor bungah ku LED biru (460m) geus dilumangsungkeun doping jeung modifikasi panalungtikan dina YAO2Ce (YAG: Ce) dipaké dina chip LED biru pikeun ngaronjatkeun efisiensi lampu na Rendering warna;
② Ngembangkeun bubuk fluoresensi anyar bungah ku sinar ultraviolét (400m) atanapi sinar ultraviolét (360mm) sacara sistematis nalungtik komposisi, struktur, sareng ciri spéktral bubuk fluoresensi biru beureum sareng héjo, ogé babandingan anu béda tina tilu bubuk fluoresensi. pikeun ménta LED bodas kalayan suhu warna béda;
③ Karya salajengna geus dilumangsungkeun dina isu ilmiah dasar dina prosés persiapan bubuk fluoresensi, kayaning pangaruh prosés préparasi on fluks, pikeun mastikeun kualitas jeung stabilitas bubuk fluoresensi.
Salaku tambahan, lampu bodas LED utamina ngadopsi prosés bungkusan campuran bubuk fluoresensi sareng silikon.Kusabab konduktivitas termal anu goréng tina bubuk fluoresensi, alat bakal panas kusabab waktos kerja anu berkepanjangan, ngarah kana sepuh silikon sareng pondok umur jasa alat.Masalah ieu hususna serius dina LED lampu bodas-daya tinggi.Bungkusan jauh mangrupikeun salah sahiji cara pikeun ngabéréskeun masalah ieu ku cara ngagantelkeun bubuk fluoresensi kana substrat sareng misahkeunana tina sumber lampu LED biru, ku kituna ngirangan dampak panas anu dibangkitkeun ku chip dina kinerja luminescent bubuk fluoresensi.Upami keramik fluoresensi bumi jarang gaduh ciri konduktivitas termal anu luhur, résistansi korosi anu luhur, stabilitas anu luhur, sareng kinerja kaluaran optik anu saé, aranjeunna tiasa nyumponan sarat aplikasi tina LED bodas-daya tinggi kalayan kapadetan énergi anu luhur.Serbuk nano mikro kalayan kagiatan sintering anu luhur sareng dispersi anu luhur parantos janten prasyarat anu penting pikeun nyiapkeun keramik fungsional optik bumi jarang transparan kalayan kinerja kaluaran optik anu luhur.
03.Rare earth upconversion luminescent nanomaterials
Upconversion luminescence mangrupakeun tipe husus tina prosés luminescence dicirikeun ku nyerep sababaraha foton low-énergi ku bahan luminescent jeung generasi émisi foton-énergi tinggi.Dibandingkeun sareng molekul pewarna organik tradisional atanapi titik-titik kuantum, nanomaterial luminescent upconversion bumi jarang gaduh seueur kaunggulan sapertos pergeseran anti Stokes ageung, pita émisi sempit, stabilitas anu saé, karacunan rendah, jero penetrasi jaringan anu luhur, sareng gangguan fluoresensi spontan rendah.Aranjeunna gaduh prospek aplikasi anu lega dina widang biomedis.
Dina taun-taun ayeuna, nanomaterial luminescent upconversion bumi jarang parantos ngadamel kamajuan anu signifikan dina sintésis, modifikasi permukaan, fungsionalisasi permukaan, sareng aplikasi biomedis.Jalma ningkatkeun kinerja luminescence bahan ku optimizing komposisi maranéhanana, kaayaan fase, ukuran, jeung sajabana dina nanoscale, sarta ngagabungkeun inti / struktur cangkang pikeun ngurangan luminescence quenching puseur, guna ngaronjatkeun probabilitas transisi.Ku modifikasi kimiawi, ngadegkeun téknologi kalawan biocompatibility alus pikeun ngurangan karacunan, sarta ngamekarkeun métode Imaging pikeun upconversion sél hirup luminescent na in vivo;Ngembangkeun métode gandeng biologis efisien sarta aman dumasar kana kabutuhan aplikasi béda (sél deteksi imun, in vivo pencitraan fluoresensi, terapi photodynamic, terapi photothermal, poto dikawasa ubar release, jsb).
Panaliti ieu ngagaduhan poténsi aplikasi sareng kauntungan ékonomi anu ageung, sareng gaduh arti ilmiah anu penting pikeun pamekaran nanomedicine, promosi kaséhatan manusa, sareng kamajuan sosial.
No.2 bahan magnet nano bumi jarang
Bahan magnet permanén jarang bumi parantos ngalangkungan tilu tahap pangembangan: SmCo5, Sm2Co7, sareng Nd2Fe14B.Salaku bubuk magnét NdFeB quenched gancang pikeun bahan magnet permanén kabeungkeut, ukuran sisikian Bulan ti 20nm mun 50nm, sahingga has nanocrystalline jarang bumi bahan magnet permanén.
Bahan nanomagnétik bumi jarang gaduh ciri ukuran leutik, struktur domain tunggal, sareng coercivity tinggi.Pamakéan bahan rékaman magnét tiasa ningkatkeun rasio sinyal-to-noise sareng kualitas gambar.Alatan ukuranana leutik sarta reliabilitas tinggi, pamakéan na dina sistem motor mikro mangrupa arah penting pikeun ngembangkeun generasi anyar aviation, aerospace, sarta motor laut.Pikeun mémori magnét, cairan magnét, bahan Résistansi Magneto Giant, prestasina tiasa ningkat pisan, ngajantenkeun alat-alat janten kinerja tinggi sareng miniatur.
No.3Nano bumi jarangbahan katalitik
Bahan katalitik tanah jarang ngalibatkeun ampir kabéh réaksi katalitik.Kusabab épék permukaan, épék volume, sareng épék ukuran kuantum, nanotéhnologi bumi jarang beuki narik perhatian.Dina loba réaksi kimiawi, katalis jarang dipaké.Upami nanokatalis bumi jarang dianggo, kagiatan katalitik sareng efisiensi bakal ningkat pisan.
Nanocatalysts bumi jarang umumna dipaké dina cracking katalitik minyak bumi jeung perlakuan purifikasi knalpot otomotif.Bahan nanokatalitik bumi jarang anu paling sering dianggo nyaétaCeO2jeungLa2O3, nu bisa dipaké salaku katalis jeung promoters, kitu ogé operator katalis.
No.4Nano sérium oksidabahan pelindung ultraviolét
Nano cerium oksida katelah agén isolasi ultraviolét generasi katilu, mibanda éfék isolasi alus tur transmittance tinggi.Dina kosmétik, aktivitas katalitik low nano ceria kudu dipaké salaku agén isolating UV.Ku alatan éta, perhatian pasar jeung pangakuan nano cerium oksida bahan ultraviolét shielding tinggi.Perbaikan kontinyu tina integrasi sirkuit terpadu merlukeun bahan anyar pikeun prosés manufaktur chip sirkuit terpadu.Bahan anyar ngagaduhan syarat anu langkung luhur pikeun ngagosok cairan, sareng cairan semikonduktor jarang bumi ngagosok kedah nyumponan sarat ieu, kalayan laju ngagosok anu langkung gancang sareng volume ngagosok anu kirang.Bahan polishing bumi jarang nano gaduh pasar anu lega.
Paningkatan signifikan dina kapamilikan mobil nyababkeun polusi udara anu serius, sareng pamasangan katalis pemurnian knalpot mobil mangrupikeun cara anu paling efektif pikeun ngontrol polusi knalpot.Nano cerium zirconium oksida komposit maénkeun peran penting dina ngaronjatkeun kualitas purifikasi gas buntut.
No.5 bahan fungsi nano lianna
01. Bahan keramik nano bumi langka
Bubuk keramik nano sacara signifikan tiasa ngirangan suhu sintering, nyaéta 200 ℃ ~ 300 ℃ langkung handap tina bubuk keramik non nano kalayan komposisi anu sami.Nambahkeun nano CeO2 kana keramik bisa ngurangan suhu sintering, ngahambat tumuwuhna kisi, sarta ngaronjatkeun dénsitas keramik.Nambahkeun unsur bumi jarang sapertosY2O3, CeO2, or La2O3 to ZrO2bisa nyegah transformasi fase-suhu tinggi na embrittlement of ZrO2, sarta ménta ZrO2 transformasi fase toughened bahan struktural keramik.
Keramik éléktronik (sensor éléktronik, bahan PTC, bahan gelombang mikro, kapasitor, thermistor, jsb) disiapkeun ngagunakeun ultrafine atanapi nanoscale CeO2, Y2O3,Nd2O3, Sm2O3, jsb geus ningkat sipat listrik, termal, jeung stabilitas.
Nambahkeun bahan komposit photocatalytic diaktipkeun taneuh jarang kana rumus glaze bisa nyiapkeun keramik antibakteri bumi langka.
02.Rare earth nano bahan film ipis
Kalayan pamekaran sains sareng téknologi, syarat kinerja pikeun produk janten langkung ketat, meryogikeun ultra-fine, ultra-ipis, dénsitas ultra luhur, sareng ultra-eusian produk.Ayeuna, aya tilu kategori utama pilem nano bumi jarang dikembangkeun: film nano kompleks bumi jarang, film nano oksida bumi jarang, sareng film alloy nano bumi jarang.Film nano bumi jarang ogé maénkeun peran penting dina industri inpormasi, katalisis, tanaga, transportasi, sareng ubar kahirupan.
kacindekan
Cina mangrupikeun nagara utama dina sumber daya bumi jarang.Ngembangkeun sareng aplikasi bahan nano bumi jarang nyaéta cara énggal pikeun ngamangpaatkeun sumber daya bumi jarang.Pikeun ngalegaan ruang lingkup aplikasi bumi jarang sareng ngamajukeun pamekaran bahan fungsional énggal, sistem téoritis énggal kedah diadegkeun dina téori bahan pikeun nyumponan kabutuhan panalungtikan dina skala nano, ngajantenkeun nanomaterial bumi jarang gaduh prestasi anu langkung saé, sareng ngajantenkeun munculna. sipat sarta fungsi anyar mungkin.
waktos pos: May-29-2023