Рідкоземельні елементи самі по собі мають багату електронну структуру та демонструють багато характеристик світла, електрики та магнетизму. Нанорідкоземельні елементи демонструють багато особливостей, таких як ефект малого розміру, високий поверхневий ефект, квантовий ефект, сильне світло, електричні та магнітні властивості, надпровідність, активність Гао Хуасюе тощо, що може значно покращити характеристики та функції матеріалу, розробити багато нових матеріалів. Важливу роль відіграватимуть оптичні матеріали, кристалічні матеріали, магнітні матеріали, матеріали для акумуляторів, електронна кераміка, інженерна кераміка, каталізатори та інші високотехнологічні галузі.
Сучасні розробки, дослідження та галузі застосування.
1. Люмінесцентні матеріали на основі рідкоземельних елементів: порошок нанофосфору з рідкоземельних елементів (кольоровий порошок, ламповий порошок), що покращує світлову ефективність, а споживання рідкоземельних елементів значно зменшує. В основному використовуються Y2O3, Eu2O3, Tb4O7, CeO2, Gd2O3. Кандидат у нові матеріали для кольорового телебачення високої чіткості.
2. Нанонадпровідні матеріали: надпровідники YBCO, отримані з Y2O3, спеціальні тонкоплівкові матеріали, стабільні характеристики, висока міцність, легкість обробки, близькість до практичної стадії, багатообіцяючі перспективи.
3. Рідкоземельні наномагнітні матеріали: використовуються для магнітної пам'яті, магнітної рідини, гігантського магнітоопору тощо, що значно покращує продуктивність та робить пристрої високопродуктивними мініатюрними. Наприклад, оксидна гігантська магнітоопорна мішень (REMnO3 тощо).
4. Високоефективна кераміка з рідкісноземельних елементів: використання надтонких або нанорозмірних Y2O3, La2O3, Nd2O3, Sm2O3 для підготовки електронних керамічних матеріалів (електронні датчики, PTC матеріали, мікрохвильові матеріали, конденсатори, термістори тощо). Покращення електричних властивостей, теплопровідності, стабільності та багатьох інших аспектів є важливим аспектом модернізації електронних матеріалів. Наприклад, нанометрові Y2O3 та ZrO2 мають високу міцність та в'язкість при низьких температурах спікання та використовуються для підшипників, ріжучих інструментів та інших зносостійких пристроїв. Продуктивність багатошарових конденсаторів та мікрохвильових пристроїв значно покращується завдяки нанометровому Nd2O3 та Sm2O3.
5. Нанокаталізатор на основі рідкоземельних елементів: у багатьох хімічних реакціях використання каталізаторів на основі рідкоземельних елементів може значно покращити каталітичну активність та ефективність. Існуючий нанопорошок CeO2 має такі переваги, як висока активність, низька ціна та тривалий термін служби в очищувачі вихлопних газів автомобіля, а також замінює більшість дорогоцінних металів тисячами тонн на рік.
6. Поглинач ультрафіолетового випромінювання рідкісноземельних металів: нанометровий порошок CeO2 має сильне поглинання ультрафіолетових променів, використовується в сонцезахисній косметиці, сонцезахисному волокні, автомобільному склі тощо.
7. Точне полірування рідкоземельних елементів: CeO2 має хороший полірувальний ефект на склі тощо. Nano CeO2 має високу точність полірування та використовується в рідкокристалічних дисплеях, кремнієвих однокристальних мікросхемах, скляних накопичувачах тощо.
Коротше кажучи, застосування рідкоземельних наноматеріалів лише розпочалося і зосереджено в галузі високотехнологічних нових матеріалів з високою доданою вартістю, широкою сферою застосування, величезним потенціалом та багатообіцяючими комерційними перспективами.
Час публікації: 04 липня 2022 р.