Công nghệ nano là một lĩnh vực liên ngành mới nổi dần dần phát triển vào cuối những năm 1980 và đầu những năm 1990. Do tiềm năng to lớn của nó để tạo ra các quy trình, vật liệu và sản phẩm sản xuất mới, nó sẽ kích hoạt một cuộc cách mạng công nghiệp mới trong thế kỷ mới. Mức độ phát triển hiện tại của khoa học nano và công nghệ nano tương tự như của máy tính và công nghệ thông tin trong những năm 1950. Hầu hết các nhà khoa học cam kết với lĩnh vực này dự đoán rằng sự phát triển của công nghệ nano sẽ có tác động lớn và sâu sắc đến nhiều khía cạnh của công nghệ. Các nhà khoa học tin rằng nó có tính chất kỳ lạ và tính chất độc đáo, và các hiệu ứng hạn chế chính dẫn đến các tính chất kỳ lạ của nanoTrái đất hiếmCác vật liệu bao gồm hiệu ứng bề mặt cụ thể, hiệu ứng kích thước nhỏ, hiệu ứng giao diện, hiệu ứng trong suốt, hiệu ứng đường hầm và hiệu ứng lượng tử vĩ mô. Những hiệu ứng này làm cho các tính chất vật lý của các hệ thống nano khác với các vật liệu thông thường, chẳng hạn như ánh sáng, điện, nhiệt và từ tính, dẫn đến nhiều tính năng mới. Có ba hướng chính để các nhà khoa học trong tương lai nghiên cứu và phát triển công nghệ nano: việc chuẩn bị và áp dụng các vật liệu nano hiệu suất cao; Thiết kế và chuẩn bị các thiết bị và thiết bị nano khác nhau; Phát hiện và phân tích các thuộc tính của các vùng nano. Hiện tại, chủ yếu có một số hướng ứng dụng cho nanoTrái đất hiếmS, và việc sử dụng tương lai của nanoTrái đất hiếmcần được phát triển thêm.
Nano lanthanum oxitđược áp dụng cho vật liệu áp điện, vật liệu điện nhiệt, vật liệu nhiệt điện, vật liệu từ tính, vật liệu phát quang (bột màu xanh) Vật liệu lưu trữ hydro, thủy tinh quang học, vật liệu laser, vật liệu hợp kim khác nhau, chất xúc tác để chuẩn bị các sản phẩm hóa học hữu cơ và chất xúc tác để khử chất trung tính. Phim nông nghiệp chuyển đổi ánh sáng cũng được áp dụng choNano lanthanum oxit.
Các ứng dụng chính củaNano CeriaBao gồm: 1. Là một phụ gia thủy tinh,Nano CeriaCó thể hấp thụ tia cực tím và hồng ngoại và đã được áp dụng cho kính ô tô. Nó không chỉ có thể ngăn chặn bức xạ cực tím, mà còn có thể làm giảm nhiệt độ bên trong xe, do đó tiết kiệm điện cho điều hòa không khí. 2. Ứng dụng củaNano cerium oxitTrong các chất xúc tác tinh chế khí thải ô tô có thể ngăn chặn một lượng lớn khí thải ô tô được thải ra một cách hiệu quả. 3.Nano cerium oxitcó thể được áp dụng cho các sắc tố cho chất nhựa màu và cũng có thể được sử dụng trong các ngành công nghiệp như lớp phủ, mực và giấy. 4. Ứng dụng củaNano CeriaTrong các vật liệu đánh bóng đã được công nhận rộng rãi là một yêu cầu chính xác cao để đánh bóng các tấm silicon và chất nền đơn tinh thể sapphire. 5. Ngoài ra,Nano Ceriacũng có thể được áp dụng cho vật liệu lưu trữ hydro, vật liệu nhiệt điện,Nano Ceriađiện cực vonfram, tụ gốm, gốm điện áp, gốm sứ,Nano Ceria Carbide siliconChất mài mòn, nguyên liệu thô, chất xúc tác xăng, một số vật liệu nam châm vĩnh cửu, thép hợp kim khác nhau và kim loại màu.
NanometPraseodymium oxit (PR6O11)
Các ứng dụng chính củaNano praseodymium oxitBao gồm: 1. Nó được sử dụng rộng rãi trong xây dựng gốm sứ và gốm sứ hàng ngày. Nó có thể được trộn với men gốm để tạo ra men màu, hoặc có thể được sử dụng như một sắc tố dưới lớp. Các sắc tố được tạo ra có màu vàng nhạt, với tông màu tinh khiết và thanh lịch. 2. Được sử dụng để sản xuất nam châm vĩnh cửu, được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị và động cơ điện tử khác nhau. 3. Được sử dụng cho vết nứt xúc tác dầu mỏ, nó có thể cải thiện hoạt động xúc tác, tính chọn lọc và ổn định. 4.Nano praseodymium oxitCũng có thể được sử dụng để đánh bóng mài mòn. Ngoài ra, việc sử dụngNano praseodymium oxitTrong lĩnh vực sợi quang cũng ngày càng trở nên phổ biến.
Nanomet Neodymium oxit (ND2O3)
Nanomet Neodymium oxitYếu tố đã trở thành một chủ đề nóng về sự chú ý thị trường trong nhiều năm do vị trí duy nhất của nó trongTrái đất hiếmcánh đồng.Nanomet Neodymium oxitcũng được áp dụng cho các vật liệu kim loại màu kim loại. Thêm 1,5% đến 2,5%Nano neodymium oxitĐối với các hợp kim magiê hoặc nhôm có thể cải thiện hiệu suất nhiệt độ cao, độ kín khí và khả năng chống ăn mòn của hợp kim, và được sử dụng rộng rãi như một vật liệu hàng không vũ trụ. Ngoài ra, garnet nhôm nano yttriNano neodymium oxitE tạo ra các dầm laser sóng ngắn, được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp để hàn và cắt các vật liệu mỏng với độ dày dưới 10 mm. Trong thực hành y tế, NanoNhôm yttrilaser garnet pha tạp vớiNano neodymium oxitđược sử dụng thay vì dao phẫu thuật để loại bỏ vết thương phẫu thuật hoặc khử trùng.Nano neodymium oxitcũng được sử dụng để tô màu thủy tinh và vật liệu gốm, cũng như cho các sản phẩm cao su và phụ gia.
Các ứng dụng chính củaoxit samarium nanoBao gồm màu vàng nhạt của nó, được sử dụng trong các tụ gốm và chất xúc tác. Ngoài ra,Nano samarium oxitCũng có tính chất hạt nhân và có thể được sử dụng làm vật liệu cấu trúc, vật liệu che chắn và vật liệu điều khiển cho các lò phản ứng nguyên tử, cho phép sử dụng an toàn năng lượng khổng lồ được tạo ra bởi phân hạch hạt nhân.
NanoscaleEuropium oxit (EU2O3)
Oxit Europium nanođược sử dụng chủ yếu trong bột huỳnh quang. EU3+được sử dụng làm chất kích hoạt cho phốt pho đỏ và EU2+được sử dụng cho phốt pho màu xanh. Ngày nay, Y0O3: EU3+là phốt pho tốt nhất cho hiệu quả phát quang, ổn định lớp phủ và phục hồi chi phí. Ngoài ra, với những cải tiến trong các công nghệ như cải thiện hiệu quả phát quang và độ tương phản, nó đang được sử dụng rộng rãi. Gần đây,Nano Europium oxitCũng đã được sử dụng như một phốt pho phát xạ được kích thích trong các hệ thống chẩn đoán y khoa tia X mới. Nano Europium Oxide cũng có thể được sử dụng để sản xuất ống kính màu và bộ lọc quang học, cho các thiết bị lưu trữ bong bóng từ tính và trong vật liệu điều khiển, vật liệu che chắn và vật liệu cấu trúc của lò phản ứng nguyên tử. Hạt mịn Gadolinium Europium Oxide (Y2O3EU3+) Bột huỳnh quang màu đỏ đã được điều chế bằng cách sử dụngNano yttri oxit (Y2O3) VàNano Europium oxit (EU2O3) như nguyên liệu thô. Khi chuẩn bịTrái đất hiếmBột huỳnh quang ba màu, người ta thấy rằng: (a) nó có thể trộn đều với bột xanh và bột màu xanh lam; (b) hiệu suất lớp phủ tốt; (c) Do kích thước hạt nhỏ của bột đỏ, diện tích bề mặt riêng tăng lên và số lượng hạt phát quang tăngTrái đất hiếmPhotpho ba màu, dẫn đến giảm chi phí.
Các cách sử dụng chính của nó bao gồm: 1. Phức hợp thuận từ hòa tan trong nước của nó có thể cải thiện tín hiệu hình ảnh cộng hưởng từ (NMR) của cơ thể con người trong các ứng dụng y tế. 2. Các oxit lưu huỳnh cơ sở có thể được sử dụng làm lưới ma trận cho các ống dao động độ sáng đặc biệt và màn hình huỳnh quang tia X. 3Nano gadolinium oxit in Nano gadolinium oxitGallium garnet là một chất nền đơn lý tưởng cho bộ nhớ bộ nhớ bộ nhớ bong bóng từ tính. 4. Khi không có giới hạn chu kỳ Camot, nó có thể được sử dụng như một môi trường làm mát từ trạng thái rắn. 5. Được sử dụng như một chất ức chế để kiểm soát mức độ phản ứng chuỗi của các nhà máy điện hạt nhân để đảm bảo an toàn cho các phản ứng hạt nhân. Ngoài ra, việc sử dụngNano gadolinium oxitvà nano lanthanum oxit cùng nhau giúp thay đổi vùng chuyển tiếp thủy tinh và cải thiện độ ổn định nhiệt của kính.Nano gadolinium oxitCũng có thể được sử dụng để sản xuất các tụ điện và màn hình tăng cường tia X. Những nỗ lực hiện đang được thực hiện trên toàn thế giới để phát triển ứng dụng củaNano gadolinium oxitvà các hợp kim của nó trong làm mát từ tính, và những đột phá đã được thực hiện.
Nanometoxit terbium (TB4O7)
Các khu vực ứng dụng chính bao gồm: 1. Bột huỳnh quang được sử dụng làm chất kích hoạt cho bột xanh trong ba loại bột huỳnh quang màu chính, như ma trận phốt phát được kích hoạt bởiNano terbium oxit, ma trận silicat được kích hoạt bởiNano terbium oxitvà ma trận aluminate nano cerium magiê được kích hoạt bởiNano terbium oxit, tất cả đều phát ra ánh sáng xanh trong trạng thái kích thích. 2. Trong những năm gần đây, nghiên cứu và phát triển đã được tiến hànhNano terbium oxitCác vật liệu quang học dựa trên lưu trữ quang từ. Một đĩa quang từ được phát triển bằng cách sử dụng màng mỏng vô định hình TB-FE làm yếu tố lưu trữ máy tính có thể tăng dung lượng lưu trữ lên 10-15 lần. 3. Kính quang Magneto, kính quay Faraday có chứaNano terbium oxit, là một vật liệu chính được sử dụng trong sản xuất các công cụ quay vòng, bộ cách ly và máy nhẫn được sử dụng rộng rãi trong công nghệ laser.Nano terbium oxitvà oxit sắt dysprosium nano chủ yếu được sử dụng trong sonar và đã được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khác nhau, từ hệ thống phun nhiên liệu, điều khiển van lỏng, định vị vi mô đến bộ truyền động cơ học, cơ chế và bộ điều chỉnh cánh cho máy bay và kính viễn vọng không gian.
Các ứng dụng chính củaoxit dysprosium nano (Dy2o3) oxit dysprosium nanolà: 1.Oxit dysprosium nanođược sử dụng như một chất kích hoạt bột huỳnh quang và hóa trị baoxit dysprosium nanolà một ion kích hoạt đầy hứa hẹn cho một trung tâm phát quang duy nhất ba vật liệu phát quang màu chính. Nó chủ yếu bao gồm hai dải phát xạ, một là phát xạ ánh sáng màu vàng và một dải còn lại là phát xạ ánh sáng màu xanh. Vật liệu phát quang pha tạp vớioxit dysprosium nanoCó thể được sử dụng như một loại bột huỳnh quang ba màu chính. 2.Oxit dysprosium nanolà một nguyên liệu kim loại cần thiết để chuẩn bị hợp kim từ tính lớnNano terbium oxitHợp kim oxit sắt dysprosium (Terfenol), có thể cho phép đạt được một số chuyển động cơ học chính xác. 3.Oxit dysprosium nanoKim loại có thể được sử dụng làm vật liệu lưu trữ quang học với tốc độ ghi cao và độ nhạy đọc. 4. Được sử dụng để chuẩn bịoxit dysprosium nanođèn, chất làm việc được sử dụng trongoxit dysprosium nanoĐèn làoxit dysprosium nano. Loại đèn này có những ưu điểm như độ sáng cao, màu tốt, nhiệt độ màu cao, kích thước nhỏ và vòng cung ổn định. Nó đã được sử dụng như một nguồn chiếu sáng cho phim, in ấn và các ứng dụng chiếu sáng khác. 5. Do diện tích cắt ngang neutron lớn củaoxit dysprosium nano, nó được sử dụng trong ngành công nghiệp năng lượng nguyên tử để đo phổ neutron hoặc như một chất hấp thụ neutron.
Các ứng dụng chính củaNano holmium oxitBao gồm: 1. Là một phụ gia cho đèn halide kim loại. Đèn halogen kim loại là một loại đèn xả khí được phát triển trên cơ sở đèn thủy ngân áp suất cao, được đặc trưng bằng cách lấp đầy bóng đèn với nhiều loại khác nhauTrái đất hiếmHalide. Hiện tại, việc sử dụng chính làTrái đất hiếmIodide, phát ra các màu phổ khác nhau trong quá trình xả khí. Chất làm việc được sử dụng trongNano holmium oxitĐèn được iodizedNano holmium oxit, có thể đạt được nồng độ cao của các nguyên tử kim loại trong vùng ARC, cải thiện đáng kể hiệu quả bức xạ. 2.Nano holmium oxitcó thể được sử dụng như một chất phụ gia cho sắt yttri hoặcNhôm yttriGarnet; 3.Nano holmium oxitCó thể được sử dụng làm garnet bằng nhôm sắt yttri (HO: YAG) để phát ra laser 2 m, mô người trên 2 μ tốc độ hấp thụ của laser m cao, cao gần ba bậc so với HD: YAG0. Vì vậy, khi sử dụng laser HO: YAG để phẫu thuật y tế, không chỉ hiệu quả phẫu thuật và độ chính xác được cải thiện, mà cả khu vực thiệt hại nhiệt có thể được giảm xuống kích thước nhỏ hơn. Chùm tia miễn phí được tạo ra bởiNano holmium oxitTinh thể có thể loại bỏ chất béo mà không tạo ra nhiệt quá mức, do đó làm giảm tổn thương nhiệt cho các mô khỏe mạnh. Nó được báo cáo rằng việc sử dụngNano holmium oxitLaser ở Hoa Kỳ để điều trị bệnh tăng nhãn áp có thể làm giảm cơn đau của bệnh nhân trải qua phẫu thuật. 4. Trong hợp kim từ tính terfenol d, một lượng nhỏNano holmium oxitCũng có thể được thêm vào để giảm trường bên ngoài cần thiết cho từ hóa bão hòa của hợp kim. 5.Nano holmium oxit, sẽ đóng một vai trò quan trọng hơn trong sự phát triển nhanh chóng của truyền thông sợi quang ngày nay.
Các ứng dụng chính củaNano erbium oxitBao gồm: 1. Sự phát xạ ánh sáng của ER3+ở 1550nm có ý nghĩa đặc biệt, vì bước sóng này nằm chính xác ở mức mất thấp nhất của các sợi quang trong giao tiếp sợi quang. Sau khi bị kích thích bởi ánh sáng ở bước sóng 980nm1480nm,Nano erbium oxitChuyển đổi ion (ER3+) từ trạng thái cơ bản 4115/2 sang trạng thái năng lượng cao 4113/2 và phát ra ánh sáng bước sóng 1550nm khi ER3+trong trạng thái năng lượng cao chuyển sang trạng thái cơ bản, các sợi quang thạch anh có thể truyền các bước sóng khác nhau của ánh sáng. Dải tần số 1550nm của ánh sáng có tốc độ suy giảm quang học thấp nhất (0,15 decibel mỗi km) trong việc truyền các sợi quang thạch anh, gần như là giới hạn thấp hơn của tốc độ suy giảm. Do đó, khi giao tiếp sợi quang được sử dụng làm đèn tín hiệu ở mức 1550nm, mất ánh sáng được giảm thiểu. Theo cách này, nếu một nồng độ thích hợp củaNano erbium oxitĐược pha tạp vào một ma trận phù hợp, bộ khuếch đại có thể bù cho các tổn thất trong các hệ thống truyền thông dựa trên nguyên tắc laser. Do đó, trong các mạng viễn thông yêu cầu khuếch đại tín hiệu quang học 1550nm,Nano erbium oxitBộ khuếch đại sợi pha tạp là các thiết bị quang học thiết yếu. Hiện nay,Nano erbium oxitBộ khuếch đại sợi silica pha tạp đã được thương mại hóa. Theo các báo cáo, để tránh sự hấp thụ vô dụng, lượng doping của oxit nano erbium trong các sợi quang dao động từ hàng chục đến hàng trăm ppm. Sự phát triển nhanh chóng của truyền thông sợi quang sẽ mở ra các trường mới cho việc áp dụngNano erbium oxit. 2. Ngoài ra, các tinh thể laser pha tạp vớiNano erbium oxitVà các laser đầu ra 1730nm và 1550nm của họ an toàn cho mắt người, với hiệu suất truyền khí quyển tốt, khả năng thâm nhập mạnh mẽ đối với khói chiến trường, bảo mật tốt và không dễ dàng được phát hiện bởi kẻ thù. Sự tương phản của chiếu xạ đối với các mục tiêu quân sự là tương đối lớn, và một máy đo laser di động cho an toàn mắt của con người đã được phát triển để sử dụng quân sự. 3. ER3+có thể được thêm vào kính để làmTrái đất hiếmVật liệu laser thủy tinh, hiện là vật liệu laser trạng thái rắn với năng lượng xung và năng lượng đầu ra cao nhất. 4. ER3+cũng có thể được sử dụng như một ion kích hoạt cho các vật liệu laser chuyển đổi đất hiếm. 5. Ngoài ra,Nano erbium oxitCũng có thể được sử dụng để khử màu và tô màu của ống kính kính mắt và kính tinh thể.
Các ứng dụng chính củaNano yttri oxitBao gồm: 1. Các chất phụ gia cho hợp kim thép và màu kim loại. Hợp kim FECR thường chứa 0,5% đến 4%Nano yttri oxit, có thể tăng cường khả năng chống oxy hóa và độ dẻo của các thép không gỉ này; Sau khi thêm một lượng giàu thích hợpNano yttri oxittrộn lẫnTrái đất hiếmĐối với hợp kim MB26, hiệu suất tổng thể của hợp kim đã được cải thiện đáng kể và nó có thể thay thế một số hợp kim nhôm cường độ trung bình cho các bộ phận chịu tải máy bay; Thêm một lượng nhỏ nano yttrioxit đất hiếmhợp kim Al Zr có thể cải thiện độ dẫn của hợp kim; Hợp kim này đã được thông qua bởi hầu hết các nhà máy dây trong nước; ThêmNano yttri oxitđến hợp kim đồng cải thiện độ dẫn và sức mạnh cơ học. 2. Chứa 6%Nano yttri oxitvà nhôm 2% vật liệu gốm silicon nitride có thể được sử dụng để phát triển các thành phần động cơ. 3. Sử dụng 400 wattNano neodymium oxitBầm bằng laser nhôm garnet để thực hiện xử lý cơ học như khoan, cắt và hàn trên các thành phần lớn. 4. Màn hình huỳnh quang của kính hiển vi điện tử bao gồm các tấm tinh thể đơn Garnet Y-al có độ sáng huỳnh quang cao, độ hấp thụ ánh sáng tán xạ thấp, khả năng chống lại nhiệt độ cao và hao mòn cơ học. 5. CaoNano yttri oxitHợp kim có cấu trúc chứa tới 90%Nano gadolinium oxitCó thể được sử dụng trong hàng không và các ứng dụng khác yêu cầu mật độ thấp và điểm nóng chảy cao. 6. Các vật liệu tiến hành proton nhiệt độ cao chứa tới 90%Nano yttri oxitcó ý nghĩa lớn đối với việc sản xuất pin nhiên liệu, tế bào điện phân và các thành phần cảm biến khí đòi hỏi độ hòa tan hydro cao. Ngoài ra,Nano yttri oxitcũng được sử dụng như một vật liệu phun nhiệt độ cao, chất pha loãng cho nhiên liệu lò phản ứng nguyên tử, một chất phụ gia cho vật liệu nam châm vĩnh cửu và là một getter trong ngành công nghiệp điện tử.
Ngoài những điều trên, Nanooxit đất hiếmCũng có thể được sử dụng trong các vật liệu quần áo với sức khỏe con người và hiệu suất môi trường. Từ đơn vị nghiên cứu hiện tại, tất cả họ đều có một hướng nhất định: kháng với bức xạ cực tím; Ô nhiễm không khí và bức xạ cực tím dễ bị bệnh da và ung thư; Ngăn chặn ô nhiễm gây khó khăn cho các chất ô nhiễm khi dính vào quần áo; Nghiên cứu cũng đang được tiến hành trong lĩnh vực cách nhiệt. Do độ cứng và độ lão hóa dễ dàng của da, nó dễ bị các đốm khuôn vào những ngày mưa. Trôi dạt với nanooxit cerium hiếmCó thể làm cho da mềm hơn, ít dễ bị lão hóa và nấm mốc, và cũng rất thoải mái khi mặc. Vật liệu nano cũng là một chủ đề nóng trong nghiên cứu vật liệu nano trong những năm gần đây, với trọng tâm chính là lớp phủ chức năng. Hoa Kỳ sử dụng 80nmY2O3Là một lớp phủ che chắn hồng ngoại, có hiệu quả cao trong việc phản ánh nhiệt.CEO2Có chỉ số khúc xạ cao và độ ổn định cao. KhiNano Rare Earth Yttri oxit, nano lanthanum oxit vàNano cerium oxitBột được thêm vào lớp phủ, tường bên ngoài có thể chống lão hóa. Bởi vì lớp phủ tường bên ngoài dễ bị lão hóa và rơi ra do sơn tiếp xúc với các tia cực tím của mặt trời và phơi nắng và gió dài hạn, việc bổ sungoxit ceriumVàoxit yttriCó thể chống lại bức xạ cực tím và kích thước hạt của nó rất nhỏ.Nano cerium oxitđược sử dụng làm chất hấp thụ tia cực tím, dự kiến sẽ được sử dụng để ngăn chặn sự lão hóa của các sản phẩm nhựa do bức xạ cực tím, cũng như UV lão hóa của xe tăng, ô tô, tàu, bể chứa dầu, v.v., và đóng vai trò trong bảng quảng cáo lớn ngoài trời
Sự bảo vệ tốt nhất là lớp phủ tường bên trong để ngăn ngừa nấm mốc, độ ẩm và ô nhiễm, vì kích thước hạt của nó rất nhỏ, khiến bụi khó dính vào tường và có thể bị lau bằng nước. Vẫn còn nhiều công dụng cho nanooxit đất hiếmĐiều đó cần nghiên cứu và phát triển sâu hơn, và chúng tôi chân thành hy vọng rằng nó sẽ có một ngày mai tuyệt vời hơn.
Thời gian đăng: Tháng 11/03-2023