Seýrek ýer nanomateriallary Seýrek toprak elementleri özboluşly 4f aşaky gatlak elektron gurluşyna, uly atom magnit pursatyna, güýçli aýlaw orbitasynyň birikdirilmegine we beýleki aýratynlyklaryna eýe bolup, örän baý optiki, elektrik, magnit we beýleki häsiýetlere eýe.Däp bolan pudaklary özgertmek we ýokary tehnologiýalary ösdürmek üçin dünýädäki ýurtlar üçin aýrylmaz strategiki materiallar bolup, "täze materiallaryň hazynasy" hökmünde bellidir.
Metallurgiýa tehnikasy, nebithimiýa, aýna keramika we ýeňil dokma ýaly adaty ugurlarda ulanylyşyna goşmaça,seýrek topraklararassa energiýa, uly ulaglar, täze energiýa ulaglary, ýarymgeçiriji yşyklandyryş we adam ömri bilen ýakyndan baglanyşykly täze displeýler ýaly ösýän ugurlarda esasy goldaw materiallarydyr.
Onýyllyklaryň ösüşinden soň, seýrek toprak bilen baglanyşykly gözlegleriň ünsi degişlilikde ýokary arassa seýrek topraklaryň eremeginden we bölünmeginden magnit, optika, elektrik, energiýa saklamak, kataliz, biomedisina ýaly seýrek topraklaryň ýokary tehnologiýaly ulanylyşyna geçdi. we beýleki meýdanlar.Bir tarapdan, material ulgamynda seýrek toprak birleşýän materiallara has uly tendensiýa bar;Beýleki tarapdan, morfologiýa nukdaýnazaryndan pes ölçegli funksional kristal materiallara has köp üns berilýär.Esasanam häzirki zaman nanos ylmynyň ösmegi bilen, nanomateriallaryň kiçi göwrümli täsirlerini, kwant effektlerini, ýerüsti täsirlerini we interfeýs effektlerini seýrek toprak elementleriniň özboluşly elektron gatlak gurluşy aýratynlyklary bilen birleşdirip, seýrek toprak nanomateriallary adaty materiallardan tapawutly köp sanly täze häsiýetleri görkezýär, ulaldýar seýrek toprak materiallarynyň ajaýyp öndürijiligi, we adaty materiallar we täze ýokary tehnologiýaly önümçilik pudagynda ulanylyşyny hasam giňeldiň.
Häzirki wagtda esasan aşakdaky geljegi uly seýrek ýer nanomateriallary bar, ýagny seýrek toprak nano lýumesent materiallary, seýrek toprak nano katalitik materiallary, seýrek toprak nano magnit materiallary,nano seriý oksidiultramelewşe gorag materiallary we beýleki nano funksional materiallar.
.11Seýrek ýer nano lýumesent materiallary
01. Seýrek ýer organiki-organiki däl gibrid lýumesent nanomateriallar
Kompozit materiallar goşmaça we optimallaşdyrylan funksiýalara ýetmek üçin molekulýar derejedäki dürli funksional birlikleri birleşdirýär.Organiki organiki däl gibrid material, gowy mehaniki durnuklylygy, çeýeligi, ýylylyk durnuklylygyny we ajaýyp işleýşini görkezýän organiki we organiki däl komponentleriň funksiýalaryna eýedir.
Seýrek ýertoplumlaryň ýokary reňk arassalygy, tolgundyryjy uzak ömri, ýokary kwant hasyly we baý emissiýa spektri ýaly köp artykmaçlygy bar.Ekran, optiki tolkun gorag güýçlendirijisi, gaty lazer, biomarker we galplyga garşy köp ugurlarda giňden ulanylýar.Şeýle-de bolsa, fototermiki durnuklylygyň pesligi we seýrek toprak toplumlarynyň işlemezligi olaryň ulanylmagyna we ösdürilmegine çynlakaý päsgelçilik döredýär.Seýrek toprak toplumlaryny gowy mehaniki häsiýetleri we durnuklylygy bilen organiki däl matrisalar bilen birleşdirmek, seýrek toprak toplumlarynyň lýumesent häsiýetlerini gowulandyrmagyň täsirli usulydyr.
Seýrek toprak organiki organiki däl gibrid materialyň ösmegi bilen, olaryň ösüş meýilleri aşakdaky aýratynlyklary görkezýär:
Chemical Himiki doping usuly bilen alnan gibrid material durnukly işjeň komponentlere, ýokary doping mukdaryna we komponentleriň birmeňzeş paýlanyşyna eýe;
Single singleeke-täk işleýän materiallardan köp funksiýaly materiallara öwrülmegi, amalyýetlerini has giňeltmek üçin köpugurly materiallary ösdürmek;
Mat Matrisa, esasan, kremniden titanium dioksidi, organiki polimerler, toýunlar we ion suwuklyklary ýaly dürli substratlara çenli dürli-dürli.
02. Ak LED seýrek toprakly ýagtylyk materialy
Bar bolan yşyklandyryş tehnologiýalary bilen deňeşdirilende, ýagtylyk beriji diodlar (yşyklandyryjylar) ýaly ýarymgeçiriji yşyklandyryş önümleriniň uzak ömri, az energiýa sarp etmegi, ýokary ýagtylyk netijeliligi, simapsyz, UV erkin we durnukly işlemek ýaly artykmaçlyklary bar.Akkor lampalardan, floresan lampalardan we ýokary güýçli gaz çykaryjy lampalardan (HID) soň "dördünji nesil ýagtylyk çeşmesi" hasaplanýar.
Ak LED çiplerden, substratlardan, fosforlardan we sürüjilerden durýar.Ak LED-iň işleýşinde seýrek ýer floresan tozy möhüm rol oýnaýar.Soňky ýyllarda ak LED fosforlarda köp mukdarda gözleg işleri geçirildi we ajaýyp öňegidişlikler boldy:
Blue Mawy LED (460m) bilen tolgundyrylan fosforyň täze görnüşiniň ösdürilmegi, ýagtylygyň netijeliligini we reňkini ýokarlandyrmak üçin gök LED çiplerinde ulanylýan YAO2Ce (YAG: Ce) doping we modifikasiýa gözleglerini geçirdi;
Ult Ultramelewşe ýagtylygy (400m) ýa-da ultramelewşe ýagtylygy (360mm) bilen tolgundyrylan täze floresan tozanlaryň ösüşi, gyzyl we ýaşyl gök floresan tozanlarynyň düzümini, gurluşyny we spektral aýratynlyklaryny, şeýle hem üç floresan tozanlaryň dürli gatnaşygy yzygiderli öwrenildi. dürli reňkli temperaturaly ak LED almak;
③ Floresan poroşokyň hilini we durnuklylygyny üpjün etmek üçin, taýýarlyk prosesiniň akymyna täsiri ýaly floresan tozy taýýarlamak işinde esasy ylmy meseleler boýunça goşmaça işler geçirildi.
Mundan başga-da, ak ýagtylyk LED esasan floresan tozy we silikonyň garyşyk gaplama amalyny kabul edýär.Floresan poroşokyň ýylylyk geçirijiliginiň pesligi sebäpli enjam uzak wagtlap işleýär, silikonyň garramagyna we enjamyň hyzmat möhletiniň gysgalmagyna sebäp bolýar.Bu mesele ýokary güýçli ak yşyk yşyklandyryjylarda has çynlakaý.Uzakdan gaplamak, bu meseläni substrata floresan poroşok dakmak we gök LED yşyk çeşmesinden aýyrmak arkaly çözmegiň bir usulydyr, şeýlelik bilen çipiň öndürýän ýylylygynyň floresan poroşokyň lýumesent işine täsirini azaldýar.Seýrek ýer toprakly floresan keramika ýokary ýylylyk geçirijiligi, ýokary poslama garşylyk, ýokary durnuklylyk we ajaýyp optiki öndürijilik aýratynlyklaryna eýe bolsa, ýokary energiýa dykyzlygy bilen ýokary güýçli ak LED-iň talaplaryny has gowy kanagatlandyryp biler.Sinokary süzgüçli işjeňligi we ýokary dispersiýasy bolan mikro nano tozanlary, ýokary optiki çykyş öndürijiligi bilen ýokary aç-açan seýrek ýer optiki funksional keramikasyny taýýarlamagyň möhüm şertine öwrüldi.
03. Seýrek ýeriň ýokary öwrülişi lýumesent nanomateriallar
“Upconversion luminescence”, köp energiýaly fotonlaryň lýumesent materiallary tarapyndan siňdirilmegi we ýokary energiýaly foton zyňylyşynyň emele gelmegi bilen häsiýetlendirilýän lýumensensiýa prosesiniň aýratyn görnüşidir.Adaty organiki boýag molekulalary ýa-da kwant nokatlary bilen deňeşdirilende, seýrek toprak öwrülişi lýumesent nanomateriallaryň uly Stoks garşy çalşygy, dar zyňyndy zolagy, gowy durnuklylyk, pes zäherlilik, dokumanyň ýokary çuňlugy we pes öz-özünden floresan päsgelçiligi ýaly köp artykmaçlygy bar.Olaryň biomedikal ugurda giň ulanylyş mümkinçilikleri bar.
Soňky ýyllarda seýrek toprak öwrülişi lýumesent nanomateriallar sintezde, ýerüsti üýtgemede, ýerüsti işleýişde we biomedikal amalyýetlerde ep-esli ösüş gazandy.Adamlar nanoskaledäki düzümini, fazanyň ýagdaýyny, ululygyny we ş.m. optimizirlemek we geçiş ähtimallygyny ýokarlandyrmak üçin lýumensensiýa söndüriş merkezini azaltmak üçin ýadro / gabyk gurluşyny birleşdirip, materiallaryň ýagtylyk öndürijiligini gowulandyrýarlar.Himiki üýtgemeler arkaly zäherliligi azaltmak üçin oňat biokompatisiýa bilen tehnologiýalary dörediň we lýumesent janly öýjükleri we wivo-da öwrülişiň şekillendiriş usullaryny ösdüriň;Dürli goşundylaryň (immuniteti anyklaýan öýjükler, wivo floresan şekillendiriş, fotodinamiki terapiýa, fototermiki terapiýa, fotosurat bilen dolandyrylýan goýberiji dermanlar we ş.m.) zerurlyklaryndan ugur alyp, netijeli we ygtybarly biologiki birikdirme usullaryny ösdüriň.
Bu gözleg, amaly potensialy we ykdysady peýdalary bar we nanomedisinany ösdürmek, adam saglygyny ýokarlandyrmak we jemgyýetçilik ösüşi üçin möhüm ylmy ähmiýete eýe.
.22 Seýrek ýer nano magnit materiallary
Seýrek ýer hemişelik magnit materiallary üç ösüş etabyndan geçdi: SmCo5, Sm2Co7 we Nd2Fe14B.Baglanan hemişelik magnit materiallary üçin çalt söndürilen NdFeB magnit tozy hökmünde dänäniň ululygy 20nm-den 50nm aralygynda bolup, adaty nanokristally seýrek toprak hemişelik magnit materialyna öwrülýär.
Seýrek ýer nanomagnit materiallary kiçi göwrümli, ýeke domen gurluşy we ýokary güýçlilik aýratynlyklaryna eýedir.Magnit ýazgy materiallarynyň ulanylmagy signal-ses sesini we şekiliň hilini ýokarlandyryp biler.Ujypsyzlygy we ýokary ygtybarlylygy sebäpli mikro motor ulgamlarynda ulanylmagy täze nesil awiasiýa, howa we howa hereketlendirijileriniň ösmegi üçin möhüm ugur bolup durýar.Magnit ýady, magnit suwuklygy, Gigant Magneto garşylyk materiallary üçin öndürijilik ep-esli gowulaşyp, enjamlary ýokary öndürijilikli we kiçi göwrümli edip biler.
.33Seýrek ýer nanokatalitik materiallar
Seýrek ýer katalitik materiallary katalitik reaksiýalaryň hemmesini diýen ýaly öz içine alýar.Surfaceerüsti täsirler, ses effektleri we kwant ululygynyň täsiri sebäpli seýrek ýer nanotehnologiýasy ünsi özüne çekdi.Köp himiki reaksiýalarda seýrek ýer katalizatorlary ulanylýar.Seýrek ýer nanokatalizatorlary ulanylsa, katalitik işjeňligi we netijeliligi ep-esli ýokarlanar.
Seýrek ýer nanokatalizatorlary, adatça, nebit katalitik döwülmeginde we awtoulag gazlaryny arassalamakda ulanylýar.Iň köp ulanylýan seýrek toprak nanokatalitik materiallaryCeO2weLa2O3katalizator we höweslendiriji, şeýle hem katalizator göteriji hökmünde ulanylyp bilner.
.44Nano seriý oksidiultramelewşe gorag materialy
Nano seriý oksidi, gowy izolýasiýa täsiri we ýokary geçirijiligi bilen üçünji nesil ultramelewşe izolýasiýa serişdesi hökmünde bellidir.Kosmetikada UV izolýasiýa serişdesi hökmünde pes katalitik işjeňlik nano ceria ulanylmaly.Şonuň üçin bazara ünsi we nano seriý oksidi ultramelewşe gorag materiallaryny tanamak ýokarydyr.Integrirlenen zynjyr integrasiýasynyň üznüksiz kämilleşdirilmegi, integral zynjyr çipini öndürmek üçin täze materiallary talap edýär.Täze materiallar, ýalpyldawuk suwuklyklar üçin has ýokary talaplara eýedir we ýarymgeçiriji seýrek toprakly ýalpyldawuk suwuklyklar bu talaby kanagatlandyrmaly, has çalt ýuwmak tizligi we az süpüriş göwrümi bilen.Nano seýrek topragy ýuwýan materiallaryň giň bazary bar.
Awtoulag eýeçiliginiň ep-esli ýokarlanmagy howanyň çynlakaý hapalanmagyna sebäp boldy we awtoulag tükeniksiz arassalaýjy katalizatorlary gurmak, gazyň hapalanmagyna gözegçilik etmegiň iň täsirli usulydyr.Guýruk gazyny arassalamagyň hilini ýokarlandyrmakda Nano cerium zirconium kompozit oksidleri möhüm rol oýnaýar.
No.5 Beýleki nano funksional materiallar
01. Seýrek ýer nano keramiki materiallary
Nano keramiki poroşok, şol bir kompozisiýaly nano keramiki poroşokdan 200 ℃ ~ 300 ℃ pes bolan süzgüç temperaturasyny ep-esli peseldip biler.Keramika nano CeO2 goşmak, süzgüç temperaturasyny peseldip, panjaranyň ösmegini saklap we keramikanyň dykyzlygyny ýokarlandyryp biler.Rarealy seýrek toprak elementlerini goşmakY2O3, CeO2, or La2O3 to ZrO2ZrO2-iň ýokary temperaturaly fazasynyň üýtgemeginiň we emele gelmeginiň öňüni alyp biler we ZrO2 fazasynyň üýtgemegini berkidilen keramiki gurluş materiallaryny alyp biler.
Ultrafin ýa-da nanoskale CeO2, Y2O3 ulanyp taýýarlanan elektron keramika (elektron datçikler, PTC materiallary, mikrotolkun materiallary, kondensatorlar, termistorlar we ş.m.),Nd2O3, Sm2O3we ş.m. elektrik, ýylylyk we durnuklylyk aýratynlyklaryny gowulandyrdy.
Glalpyldawuk formula seýrek toprak işjeňleşdirilen fotokatalitiki kompozit materiallary goşmak, seýrek toprak antibakterial keramikasyny taýýarlap biler.
02. Seýrek ýer nano inçe film materiallary
Ylmyň we tehnologiýanyň ösmegi bilen önümlere öndürijilik talaplary barha berkleşýär we ultra inçe, ultra inçe, aşa ýokary dykyzlyk we önümleriň aşa doldurylmagyny talap edýär.Häzirki wagtda seýrek toprak nano filmleriniň üç esasy kategoriýasy bar: seýrek toprak çylşyrymly nano filmleri, seýrek toprak oksidi nano filmleri we seýrek toprak nano garyndy filmleri.Seýrek ýer nano filmleri maglumat pudagynda, katalizde, energiýa, ulag we durmuş lukmançylygynda möhüm rol oýnaýar.
Netije
Hytaý seýrek toprak baýlyklarynda esasy ýurt.Seýrek toprak nanomateriallaryny ösdürmek we ulanmak, seýrek toprak baýlyklaryndan netijeli peýdalanmagyň täze usulydyr.Seýrek topragyň ulanylyş gerimini giňeltmek we täze işleýän materiallaryň ösmegine ýardam bermek üçin, nanoskale boýunça gözleg zerurlyklaryny kanagatlandyrmak, seýrek toprakly nanomateriallaryň has gowy işlemegi we ýüze çykmagy üçin materiallar teoriýasynda täze teoretiki ulgam döredilmelidir. mümkin bolan täze häsiýetler we funksiýalar.
Iş wagty: Maý-29-2023