Elementele de pământuri rare în sine sunt bogate în structură electronică și prezintă numeroase caracteristici precum lumina, electricitatea și magnetismul. Nanopământurile rare au demonstrat numeroase caracteristici, cum ar fi efectul de dimensiuni reduse, efectul de suprafață ridicat, efectul cuantic, lumina puternică, proprietățile electrice și magnetice, supraconductivitatea, activitatea Gao Huaxue etc., putând îmbunătăți considerabil performanța și funcționalitatea materialelor, dezvoltând numeroase materiale noi. În domeniul materialelor optice, materialele luminescente, materialele cristaline, materialele magnetice, materialele pentru baterii, ceramica electronică, ceramica inginerească, catalizatorii și alte domenii de înaltă tehnologie vor juca un rol important.
Domenii actuale de cercetare și aplicații în dezvoltare.
1. Materiale luminescente din pământuri rare: pulbere nano-fosforică din pământuri rare (pulbere colorată, pulbere pentru lămpi), eficiența luminoasă va fi îmbunătățită, iar consumul de pământuri rare va fi redus considerabil. Se utilizează în principal Y2O3, Eu2O3, Tb4O7, CeO2, Gd2O3. Materiale noi candidate pentru televizoare color de înaltă definiție.
2. Materiale nano-supraconductoare: supraconductori YBCO preparați cu Y2O3, materiale speciale cu peliculă subțire, performanță stabilă, rezistență ridicată, ușor de procesat, aproape de stadiul practic, perspective promițătoare.
3. Materiale nanomagnetice din pământuri rare: utilizate pentru memorie magnetică, fluide magnetice, magnetorezistență gigantică etc., care îmbunătățesc considerabil performanța și fac ca dispozitivele să devină miniaturizate de înaltă performanță. Cum ar fi ținta de magnetorezistență gigantică cu oxid (REMnO3 etc.).
4. Ceramici de înaltă performanță din pământuri rare: utilizarea unor materiale ceramice electronice superfine sau la scară nanometrică, precum Y2O3, La2O3, Nd2O3, Sm2O3 (senzori electronici, materiale PTC, materiale pentru microunde, condensatoare, termistoare etc.), cu proprietăți electrice, proprietăți termice și stabilitate îmbunătățite, reprezintă aspecte importante ale modernizării materialelor electronice. De exemplu, Y2O3 și ZrO2 nanometrice au o rezistență și o tenacitate ridicate la sinterizarea la temperaturi scăzute și sunt utilizate pentru rulmenți, scule așchietoare și alte dispozitive rezistente la uzură. Performanța condensatoarelor multistrat și a dispozitivelor cu microunde este mult îmbunătățită cu Nd2O3 și Sm2O3 nanometrice.
5. Nanocatalizator de pământuri rare: în multe reacții chimice, utilizarea catalizatorilor de pământuri rare poate îmbunătăți considerabil activitatea catalitică și eficiența catalitică. Pulberea nanometrică de CeO2 existentă are avantajele unei activități ridicate, prețului scăzut și duratei lungi de viață în purificatorul de gaze de eșapament al automobilelor și înlocuiește majoritatea metalelor prețioase cu mii de tone pe an.
6. Absorbant ultraviolet din pământuri rare: pulberea nanometrică de CeO2 are o absorbție puternică a razelor ultraviolete, utilizată în produsele cosmetice de protecție solară, fibre de protecție solară, sticlă auto etc.
7. Lustruire de precizie cu pământuri rare: CeO2 are un efect bun de lustruire a sticlei și așa mai departe. Nano CeO2 are o precizie ridicată de lustruire și a fost utilizat în afișajele cu cristale lichide, cipurile de siliciu, depozitarea sticlei etc.
Pe scurt, aplicarea nanomaterialelor de pământuri rare abia a început și este concentrată în domeniul materialelor noi de înaltă tehnologie, cu valoare adăugată ridicată, arie largă de aplicare, potențial imens și perspective comerciale promițătoare.
Data publicării: 04 iulie 2022