ნანომეტრიული იშვიათმიწა მასალები, ახალი ძალა ინდუსტრიულ რევოლუციაში

ნანომეტრიული იშვიათმიწა მასალები, ახალი ძალა ინდუსტრიულ რევოლუციაში

ნანოტექნოლოგია ახალი ინტერდისციპლინარული დარგია, რომელიც თანდათანობით განვითარდა 1980-იანი წლების ბოლოს და 1990-იანი წლების დასაწყისში. რადგან მას აქვს დიდი პოტენციალი ახალი წარმოების პროცესების, ახალი მასალებისა და ახალი პროდუქტების შესაქმნელად, ის ახალ საუკუნეში ახალ ინდუსტრიულ რევოლუციას გამოიწვევს. ნანომეცნიერებისა და ნანოტექნოლოგიების ამჟამინდელი განვითარების დონე მსგავსია 1950-იან წლებში კომპიუტერული და საინფორმაციო ტექნოლოგიების განვითარების დონისა. ამ სფეროთი დაკავებული მეცნიერების უმეტესობა პროგნოზირებს, რომ ნანოტექნოლოგიის განვითარებას ფართო და შორსმიმავალი გავლენა ექნება ტექნოლოგიის მრავალ ასპექტზე. მეცნიერები თვლიან, რომ მას აქვს უცნაური თვისებები და უნიკალური მახასიათებლები. ნანო იშვიათმიწა მასალების უცნაურ თვისებებს იწვევს ძირითადი შეზღუდვის ეფექტები, რომლებიც იწვევს სპეციფიკური ზედაპირის ეფექტს, მცირე ზომის ეფექტს, ინტერფეისის ეფექტს, გამჭვირვალობის ეფექტს, გვირაბის ეფექტს და მაკროსკოპულ კვანტურ ეფექტს. ეს ეფექტები განასხვავებს ნანოსისტემების ფიზიკურ თვისებებს ჩვეულებრივი მასალების თვისებებისგან სინათლის, ელექტროენერგიის, სითბოს და მაგნეტიზმის თვალსაზრისით და წარმოაჩენს მრავალ ახალ მახასიათებელს. მომავალში, მეცნიერებისთვის ნანოტექნოლოგიის კვლევისა და განვითარების სამი ძირითადი მიმართულება არსებობს: შესანიშნავი შესრულების მქონე ნანომასალების მომზადება და გამოყენება; სხვადასხვა ნანომოწყობილობებისა და აღჭურვილობის დიზაინი და მომზადება; ნანორეგიონების თვისებების აღმოჩენა და ანალიზი. ამჟამად, ნანო იშვიათმიწა ლითონებს ძირითადად შემდეგი გამოყენების მიმართულებები აქვთ და მომავალში მისი გამოყენება კიდევ უფრო უნდა განვითარდეს.

ნანომეტრიანი ლანთანის ოქსიდი (La2O3)

ნანომეტრული ლანთანის ოქსიდი გამოიყენება პიეზოელექტრულ მასალებზე, ელექტროთერმულ მასალებზე, თერმოელექტრულ მასალებზე, მაგნიტორეზისტულ მასალებზე, ლუმინესცენტურ მასალებზე (ლურჯი ფხვნილი), წყალბადის შესანახ მასალებზე, ოპტიკურ მინაზე, ლაზერულ მასალებზე, სხვადასხვა შენადნობის მასალებზე, ორგანული ქიმიური პროდუქტების მოსამზადებელ კატალიზატორებსა და ავტომობილების გამონაბოლქვის ნეიტრალიზაციის კატალიზატორებზე, ხოლო სინათლის გარდაქმნის სასოფლო-სამეურნეო ფირებზე ასევე გამოიყენება ნანომეტრული ლანთანის ოქსიდი.

ნანომეტრიანი ცერიუმის ოქსიდი (CeO2)

ნანო ცერიუმის ოქსიდის ძირითადი გამოყენებაა: 1. მინის დანამატის სახით, ნანო ცერიუმის ოქსიდს შეუძლია ულტრაიისფერი და ინფრაწითელი სხივების შთანთქმა და გამოიყენება ავტომობილის მინაზე. მას შეუძლია არა მხოლოდ ულტრაიისფერი სხივების თავიდან აცილება, არამედ ავტომობილის შიგნით ტემპერატურის შემცირება, რითაც ზოგავს ელექტროენერგიას კონდიცირებისთვის. 2. ნანო ცერიუმის ოქსიდის გამოყენება ავტომობილის გამონაბოლქვის გამწმენდ კატალიზატორში ეფექტურად უშლის ხელს ავტომობილის გამონაბოლქვი აირის დიდი რაოდენობით ჰაერში გამოყოფას. 3. ნანო ცერიუმის ოქსიდის გამოყენება შესაძლებელია პიგმენტში პლასტმასის შესაღებად და ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას საფარის, მელნის და ქაღალდის ინდუსტრიებში. 4. ნანო ცერიუმის ოქსიდის გამოყენება გასაპრიალებელ მასალებში ფართოდ არის აღიარებული, როგორც მაღალი სიზუსტის მოთხოვნა სილიციუმის ვაფლებისა და საფირონის მონოკრისტალური სუბსტრატების გასაპრიალებლად. 5. გარდა ამისა, ნანო ცერიუმის ოქსიდი ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას წყალბადის შესანახ მასალებში, თერმოელექტრულ მასალებში, ნანო ცერიუმის ოქსიდის ვოლფრამის ელექტროდებში, კერამიკულ კონდენსატორებში, პიეზოელექტრულ კერამიკაში, ნანო ცერიუმის ოქსიდის სილიციუმის კარბიდის აბრაზიულებში, საწვავის უჯრედების ნედლეულში, ბენზინის კატალიზატორებში, ზოგიერთ მუდმივ მაგნიტურ მასალაში, სხვადასხვა შენადნობ ფოლადებსა და ფერად ლითონებში და ა.შ.

ნანომეტრიანი პრაზეოდიმიუმის ოქსიდი (Pr6O11)

ნანომეტრიული პრაზეოდიმიუმის ოქსიდის ძირითადი გამოყენებაა: 1. იგი ფართოდ გამოიყენება სამშენებლო კერამიკაში და ყოველდღიური გამოყენების კერამიკაში. მისი შერევა კერამიკულ მინანქართან შეიძლება ფერადი მინანქრის დასამზადებლად, ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც ცალკე მინანქრის ქვეშ პიგმენტი. მომზადებული პიგმენტი ღია ყვითელია სუფთა და ელეგანტური ტონით. 2. იგი გამოიყენება მუდმივი მაგნიტების დასამზადებლად და ფართოდ გამოიყენება სხვადასხვა ელექტრონულ მოწყობილობებსა და ძრავებში. 3. იგი გამოიყენება ნავთობის კატალიზური კრეკინგისთვის. შესაძლებელია კატალიზის აქტივობის, სელექციურობისა და სტაბილურობის გაუმჯობესება. 4. ნანო-პრაზეოდიმიუმის ოქსიდის გამოყენება ასევე შესაძლებელია აბრაზიული გასაპრიალებლად. გარდა ამისა, ნანომეტრიული პრაზეოდიმიუმის ოქსიდის გამოყენება ოპტიკური ბოჭკოს სფეროში სულ უფრო და უფრო ფართოვდება. ნანომეტრიული ნეოდიმიუმის ოქსიდი (Nd2O3) ნანომეტრიული ნეოდიმიუმის ოქსიდი მრავალი წლის განმავლობაში გახდა ბაზრის ცხელი წერტილი იშვიათმიწა ლითონების სფეროში მისი უნიკალური პოზიციის გამო. ნანო-ნეოდიმიუმის ოქსიდი ასევე გამოიყენება ფერადი ლითონების მასალებში. მაგნიუმის ან ალუმინის შენადნობში 1.5%~2.5% ნანო-ნეოდიმიუმის ოქსიდის დამატებამ შეიძლება გააუმჯობესოს შენადნობის მაღალტემპერატურული მახასიათებლები, ჰერმეტულობა და კოროზიისადმი მდგრადობა და ფართოდ გამოიყენება როგორც ავიაციის აერონავტიკური მასალა. გარდა ამისა, ნანო-ნეოდიმიუმის ოქსიდით დოპირებული ნანო-იტრიუმის ალუმინის გარნეტი წარმოქმნის მოკლეტალღოვან ლაზერულ სხივს, რომელიც ფართოდ გამოიყენება ინდუსტრიაში 10 მმ-ზე ნაკლები სისქის თხელი მასალების შედუღებისა და ჭრისთვის. სამედიცინო თვალსაზრისით, ნანო-Nd_2O_3-ით დოპირებული ნანო-YAG ლაზერი გამოიყენება ქირურგიული ჭრილობების მოსაშორებლად ან დეზინფექციისთვის ქირურგიული დანების ნაცვლად. ნანომეტრიული ნეოდიმიუმის ოქსიდი ასევე გამოიყენება მინისა და კერამიკული მასალების, რეზინის პროდუქტებისა და დანამატების შესაღებად.

სამარიუმის ოქსიდის ნანონაწილაკები (Sm2O3)

ნანოზომის სამარიუმის ოქსიდის ძირითადი გამოყენებაა: ნანოზომის სამარიუმის ოქსიდი ღია ყვითელია, რომელიც გამოიყენება კერამიკულ კონდენსატორებსა და კატალიზატორებში. გარდა ამისა, ნანოზომის სამარიუმის ოქსიდს აქვს ბირთვული თვისებები და შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც სტრუქტურული მასალა, დამცავი მასალა და ატომური ენერგიის რეაქტორის მართვის მასალა, რათა ბირთვული დაშლის შედეგად წარმოქმნილი უზარმაზარი ენერგია უსაფრთხოდ იქნას გამოყენებული. ევროპიუმის ოქსიდის ნანონაწილაკები (Eu2O3) ძირითადად გამოიყენება ფოსფორებში. Eu3+ გამოიყენება წითელი ფოსფორის აქტივატორად, ხოლო Eu2+ - ლურჯ ფოსფორად. Y0O3:Eu3+ საუკეთესო ფოსფორია სინათლის ეფექტურობის, საფარის სტაბილურობის, აღდგენის ღირებულების და ა.შ. თვალსაზრისით და ფართოდ გამოიყენება სინათლის ეფექტურობისა და კონტრასტის გაუმჯობესების გამო. ბოლო დროს, ნანო ევროპიუმის ოქსიდი ასევე გამოიყენება სტიმულირებული ემისიის ფოსფორად ახალი რენტგენის სამედიცინო დიაგნოსტიკის სისტემებისთვის. ნანო-ევროპიუმის ოქსიდი ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას ფერადი ლინზების და ოპტიკური ფილტრების დასამზადებლად, მაგნიტური ბუშტების შესანახი მოწყობილობებისთვის და ასევე შეუძლია გამოავლინოს თავისი ნიჭი ატომური რეაქტორების მართვის მასალებში, დამცავ მასალებსა და სტრუქტურულ მასალებში. წვრილი ნაწილაკების გადოლინიუმის ევროპიუმის ოქსიდი (Y2O3:Eu3+) წითელი ფოსფორი მომზადდა ნანო იტრიუმის ოქსიდის (Y2O3) და ნანო ევროპიუმის ოქსიდის (Eu2O3) ნედლეულად გამოყენებით. იშვიათმიწა ლითონების სამფეროვანი ფოსფორის მისაღებად მისი გამოყენებისას დადგინდა, რომ: (ა) შეიძლება კარგად და თანაბრად შეერიოს მწვანე და ლურჯ ფხვნილს; (ბ) კარგი საფარის მახასიათებლები; (გ) რადგან წითელი ფხვნილის ნაწილაკების ზომა მცირეა, იზრდება სპეციფიკური ზედაპირის ფართობი და ლუმინესცენტური ნაწილაკების რაოდენობა, იშვიათმიწა ლითონების სამფეროვან ფოსფორებში წითელი ფხვნილის რაოდენობა შეიძლება შემცირდეს, რაც იწვევს ფასის შემცირებას.

გადოლინიუმის ოქსიდის ნანონაწილაკები (Gd2O3)

მისი ძირითადი გამოყენებაა: 1. მისი წყალში ხსნადი პარამაგნიტური კომპლექსი აუმჯობესებს ადამიანის სხეულის ბირთვულ-მაგნიტურ რეზონანსულ სიგნალს სამედიცინო მკურნალობის დროს. 2. გოგირდის ოქსიდის ბაზა შეიძლება გამოყენებულ იქნას ოსცილოსკოპის მილისა და რენტგენის ეკრანის მატრიცულ ბადედ განსაკუთრებული სიკაშკაშით. 3. ნანო-გადოლინიუმის გალიუმის ბროწეულში არსებული ნანო-გადოლინიუმის ოქსიდი იდეალური ერთჯერადი სუბსტრატია მაგნიტური ბუშტების მეხსიერებისთვის. 4. როდესაც არ არსებობს კამოტის ციკლის ზღვარი, მისი გამოყენება შესაძლებელია მყარი მაგნიტური გაგრილების საშუალებად. 5. იგი გამოიყენება როგორც ინჰიბიტორი ატომური ელექტროსადგურების ჯაჭვური რეაქციის დონის გასაკონტროლებლად, ბირთვული რეაქციების უსაფრთხოების უზრუნველსაყოფად. გარდა ამისა, ნანო-გადოლინიუმის ოქსიდის და ნანო-ლანთანუმის ოქსიდის გამოყენება სასარგებლოა ვიტრიფიკაციის რეგიონის შესაცვლელად და მინის თერმული სტაბილურობის გასაუმჯობესებლად. ნანო-გადოლინიუმის ოქსიდი ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას კონდენსატორებისა და რენტგენის გამაძლიერებელი ეკრანების წარმოებისთვის. ამჟამად, მსოფლიო დიდ ძალისხმევას დებს ნანო-გადოლინიუმის ოქსიდის და მისი შენადნობების მაგნიტურ მაცივარში გამოყენების განვითარებისთვის და მიღწეულია გარღვევის პროგრესი.

ტერბიუმის ოქსიდის ნანონაწილაკები (Tb4O7)

ძირითადი გამოყენების სფეროებია: 1. ფოსფორები გამოიყენება სამფეროვან ფოსფორებში მწვანე ფხვნილის აქტივატორებად, როგორიცაა ნანოტერბიუმის ოქსიდით გააქტიურებული ფოსფატური მატრიცა, ნანოტერბიუმის ოქსიდით გააქტიურებული სილიკატური მატრიცა და ნანოტერბიუმის ოქსიდით გააქტიურებული ნანოცერიუმის ოქსიდის მაგნიუმის ალუმინატის მატრიცა, რომლებიც აგზნებულ მდგომარეობაში ასხივებენ მწვანე შუქს. 2. მაგნიტო-ოპტიკური შესანახი მასალები, ბოლო წლებში ნანოტერბიუმის ოქსიდის მაგნიტო-ოპტიკური მასალები იქნა გამოკვლეული და შემუშავებული. Tb-Fe ამორფული აპკისგან დამზადებული მაგნიტო-ოპტიკური დისკი გამოიყენება კომპიუტერის შესანახ ელემენტად და შენახვის ტევადობის გაზრდა შესაძლებელია 10-15-ჯერ. 3. მაგნიტო-ოპტიკური მინა, ფარადეის ოპტიკურად აქტიური მინა, რომელიც შეიცავს ნანომეტრულ ტერბიუმის ოქსიდს, წარმოადგენს ძირითად მასალას როტატორების, იზოლატორების, ანულატორების დასამზადებლად და ფართოდ გამოიყენება ლაზერულ ტექნოლოგიაში. ნანომეტრული ტერბიუმის ოქსიდი ძირითადად გამოიყენება სონარში და ფართოდ გამოიყენება მრავალ სფეროში, როგორიცაა საწვავის ინექციის სისტემა, სითხის სარქვლის კონტროლი, მიკროპოზიციონირება, მექანიკური აქტივატორი, მექანიზმი და ფრთის რეგულატორი თვითმფრინავის კოსმოსური ტელესკოპებისთვის. Dy2O3 ნანო დისპროზიუმის ოქსიდის ძირითადი გამოყენებაა: 1. ნანო-დისპროზიუმის ოქსიდი გამოიყენება ფოსფორის აქტივატორად, ხოლო სამვალენტიანი ნანო-დისპროზიუმის ოქსიდი არის სამფეროვანი ლუმინესცენტური მასალების პერსპექტიული გააქტიურების იონი ერთი ლუმინესცენტური ცენტრით. ის ძირითადად შედგება ორი ემისიის ზოლისგან, ერთი არის ყვითელი სინათლის ემისია, მეორე კი ლურჯი სინათლის ემისია, ხოლო ნანო-დისპროზიუმის ოქსიდით დოპირებული ლუმინესცენტური მასალები შეიძლება გამოყენებულ იქნას სამფეროვან ფოსფორებად. 2. ნანომეტრიული დისპროზიუმის ოქსიდი წარმოადგენს ლითონის აუცილებელ ნედლეულს ტერფენოლის შენადნობის დასამზადებლად დიდი მაგნიტოსტრიქციული შენადნობის ნანოტერბიუმის ოქსიდით და ნანოდისპროზიუმის ოქსიდით, რომელსაც შეუძლია მექანიკური მოძრაობის ზოგიერთი ზუსტი აქტივობის განხორციელება. 3. ნანომეტრიული დისპროზიუმის ოქსიდის გამოყენება შესაძლებელია როგორც მაგნიტო-ოპტიკური შესანახი მასალა მაღალი ჩაწერის სიჩქარითა და წაკითხვის მგრძნობელობით. 4. გამოიყენება ნანომეტრიული დისპროზიუმის ოქსიდის ნათურის დასამზადებლად. ნანომეტრიული დისპროზიუმის ოქსიდის ნათურაში გამოყენებული სამუშაო ნივთიერებაა ნანოდისპროზიუმის ოქსიდი, რომელსაც აქვს მაღალი სიკაშკაშის, კარგი ფერის, მაღალი ფერის ტემპერატურის, მცირე ზომისა და სტაბილური რკალის უპირატესობები და გამოიყენება როგორც განათების წყარო ფირისა და ბეჭდვისთვის. 5. ნანომეტრიული დისპროზიუმის ოქსიდი გამოიყენება ნეიტრონული ენერგიის სპექტრის გასაზომად ან ნეიტრონული შთამნთქმელად ატომური ენერგიის ინდუსტრიაში, ნეიტრონული დაჭერის დიდი განივი ფართობის გამო.

Ho _ 2O _ 3 ნანომეტრი

ნანოჰოლმიუმის ოქსიდის ძირითადი გამოყენება შემდეგია: 1. ლითონის ჰალოგენური ნათურის დანამატად, ლითონის ჰალოგენური ნათურა წარმოადგენს გაზის განმუხტვის ნათურის სახეობას, რომელიც შემუშავებულია მაღალი წნევის ვერცხლისწყლის ნათურის საფუძველზე და მისი დამახასიათებელი თვისებაა ის, რომ ნათურა სავსეა სხვადასხვა იშვიათმიწა ჰალოგენებით. ამჟამად, ძირითადად გამოიყენება იშვიათმიწა იოდიდები, რომლებიც გაზის განმუხტვისას ასხივებენ სხვადასხვა სპექტრულ ხაზებს. ნანოჰოლმიუმის ოქსიდის ნათურაში გამოყენებული სამუშაო ნივთიერებაა ნანოჰოლმიუმის ოქსიდის იოდიდი, რომელსაც შეუძლია მიაღწიოს ლითონის ატომების უფრო მაღალ კონცენტრაციას რკალის ზონაში, რითაც მნიშვნელოვნად აუმჯობესებს გამოსხივების ეფექტურობას. 2. ნანომეტრიანი ჰოლმიუმის ოქსიდი შეიძლება გამოყენებულ იქნას იტრიუმის რკინის ან იტრიუმის ალუმინის გარნეტის დანამატად; 3. ნანოჰოლმიუმის ოქსიდი შეიძლება გამოყენებულ იქნას იტრიუმის რკინის ალუმინის გარნეტის (Ho:YAG) სახით, რომელსაც შეუძლია გამოსხივოს 2μm ლაზერი და ადამიანის ქსოვილის შთანთქმის სიჩქარე 2μm ლაზერზე მაღალია. ის თითქმის სამი რიგითობით აღემატება Hd:YAG0-ს. ამიტომ, სამედიცინო ოპერაციებისთვის Ho:YAG ლაზერის გამოყენებისას, შესაძლებელია არა მხოლოდ ოპერაციის ეფექტურობისა და სიზუსტის გაუმჯობესება, არამედ თერმული დაზიანების არეალის შემცირებაც. ნანოჰოლმიუმის ოქსიდის კრისტალის მიერ გენერირებული თავისუფალი სხივი ცხიმის მოცილებას ზედმეტი სითბოს გამომუშავების გარეშე ახდენს, რითაც მცირდება ჯანსაღი ქსოვილების მიერ გამოწვეული თერმული დაზიანება. ცნობილია, რომ შეერთებულ შტატებში ნანომეტრული ჰოლმიუმის ოქსიდის ლაზერით გლაუკომის მკურნალობა ოპერაციის დროს ტკივილს ამცირებს. 4. მაგნიტოსტრიქციულ შენადნობში Terfenol-D, ასევე შესაძლებელია ნანოზომის ჰოლმიუმის ოქსიდის მცირე რაოდენობის დამატება შენადნობის გაჯერების მაგნიტიზაციისთვის საჭირო გარე ველის შესამცირებლად. 5. გარდა ამისა, ნანოჰოლმიუმის ოქსიდით დოპირებული ოპტიკური ბოჭკო შეიძლება გამოყენებულ იქნას ოპტიკური საკომუნიკაციო მოწყობილობების დასამზადებლად, როგორიცაა ოპტიკური ბოჭკოვანი ლაზერები, ოპტიკური ბოჭკოვანი გამაძლიერებლები, ოპტიკური ბოჭკოვანი სენსორები და ა.შ. ის უფრო მნიშვნელოვან როლს შეასრულებს დღევანდელ სწრაფ ოპტიკური ბოჭკოვანი კომუნიკაციაში.

ნანომეტრიანი იტრიუმის ოქსიდი (Y2O3)

ნანო იტრიუმის ოქსიდის ძირითადი გამოყენებაა: 1. დანამატები ფოლადისა და ფერადი შენადნობებისთვის. FeCr შენადნობი ჩვეულებრივ შეიცავს 0.5%-4% ნანო იტრიუმის ოქსიდს, რამაც შეიძლება გააძლიეროს ამ უჟანგავი ფოლადების დაჟანგვისადმი მდგრადობა და პლასტიურობა. MB26 შენადნობში ნანომეტრიანი იტრიუმის ოქსიდით მდიდარი შერეული იშვიათმიწა ნიადაგის სათანადო რაოდენობის დამატების შემდეგ, გუშინ შენადნობის ყოვლისმომცველი თვისებები აშკარად გაუმჯობესდა. მას შეუძლია ჩაანაცვლოს ზოგიერთი საშუალო და მტკიცე ალუმინის შენადნობი თვითმფრინავის დაძაბული კომპონენტებისთვის; Al-Zr შენადნობში ნანო იტრიუმის ოქსიდის იშვიათმიწა ნიადაგის მცირე რაოდენობის დამატებამ შეიძლება გააუმჯობესოს შენადნობის გამტარობა; შენადნობი გამოყენებულია ჩინეთში მავთულის ქარხნების უმეტესობაში. ნანო-იტრიუმის ოქსიდი დაემატა სპილენძის შენადნობს გამტარობისა და მექანიკური სიმტკიცის გასაუმჯობესებლად. 2. სილიციუმის ნიტრიდის კერამიკული მასალა, რომელიც შეიცავს 6% ნანო იტრიუმის ოქსიდს და 2% ალუმინს. მისი გამოყენება შესაძლებელია ძრავის ნაწილების დასამუშავებლად. 3. ბურღვა, ჭრა, შედუღება და სხვა მექანიკური დამუშავება ხორციელდება მასშტაბურ კომპონენტებზე 400 ვატიანი სიმძლავრის ნანონეოდიმიუმის ოქსიდის ალუმინის ბროწეულის ლაზერული სხივის გამოყენებით. 4. Y-Al ბროწეულის მონოკრისტალისგან შედგენილ ელექტრონული მიკროსკოპის ეკრანს აქვს მაღალი ფლუორესცენციის სიკაშკაშე, გაფანტული სინათლის დაბალი შთანთქმა და კარგი მაღალი ტემპერატურისა და მექანიკური ცვეთისადმი მდგრადობა. 5. მაღალი ნანო იტრიუმის ოქსიდის სტრუქტურული შენადნობი, რომელიც შეიცავს 90% ნანო გადოლინიუმის ოქსიდს, შეიძლება გამოყენებულ იქნას ავიაციაში და სხვა შემთხვევებში, რომლებიც საჭიროებენ დაბალ სიმკვრივეს და მაღალ დნობის წერტილს. 6. მაღალი ტემპერატურის პროტონგამტარი მასალები, რომლებიც შეიცავს 90% ნანო იტრიუმის ოქსიდს, დიდი მნიშვნელობა აქვთ საწვავის უჯრედების, ელექტროლიტური უჯრედების და გაზის სენსორების წარმოებისთვის, რომლებიც საჭიროებენ წყალბადის მაღალ ხსნადობას. გარდა ამისა, ნანო-იტრიუმის ოქსიდი ასევე გამოიყენება როგორც მაღალი ტემპერატურის შესხურებისადმი მდგრადი მასალა, ატომური რეაქტორის საწვავის გამხსნელი, მუდმივი მაგნიტის მასალის დანამატი და ელექტრონულ ინდუსტრიაში გამტარი.

ზემოაღნიშნულის გარდა, ნანო იშვიათმიწა ელემენტების ოქსიდები ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას ტანსაცმლის მასალებში ადამიანის ჯანმრთელობისა და გარემოს დაცვის მიზნით. ამჟამინდელი კვლევითი ერთეულებიდან ყველას აქვს გარკვეული მიმართულებები: ულტრაიისფერი გამოსხივების საწინააღმდეგო; ჰაერის დაბინძურება და ულტრაიისფერი გამოსხივება მიდრეკილია კანის დაავადებებისა და კანის კიბოსკენ; დაბინძურების პრევენცია ართულებს დამაბინძურებლების ტანსაცმელზე მიკვრას; ასევე შესწავლილია სითბოს საწინააღმდეგო მიმართულებით. რადგან ტყავი მაგარია და ადვილად ბერდება, ის ყველაზე მეტად მიდრეკილია ობისკენ წვიმიან დღეებში. ტყავის დარბილება შესაძლებელია ნანო იშვიათმიწა ელემენტების ცერიუმის ოქსიდით გაუფერულებით, რომელიც ადვილად არ ბერდება და ობისკენ არ მიიღწევა და კომფორტულია ტარებისთვის. ბოლო წლებში ნანო-საფარი მასალები ასევე წარმოადგენს ნანომასალების კვლევის ფოკუსს და ძირითადი კვლევა ფოკუსირებულია ფუნქციურ საფარებზე. 80 ნმ სიგრძის Y2O3-ის გამოყენება შეერთებულ შტატებში შესაძლებელია ინფრაწითელი დამცავი საფარის სახით. სითბოს არეკვლის ეფექტურობა ძალიან მაღალია. CeO2-ს აქვს მაღალი რეფრაქციული ინდექსი და მაღალი სტაბილურობა. როდესაც საფარს ემატება ნანო იშვიათმიწა ელემენტების იტრიუმის ოქსიდი, ნანო ლანთანის ოქსიდი და ნანო ცერიუმის ოქსიდის ფხვნილი, გარე კედელი მდგრადია დაბერების მიმართ, რადგან გარე კედლის საფარი ადვილად ბერდება და ცვივა, რადგან საღებავი დიდი ხნის განმავლობაში ექვემდებარება მზის სხივებს და ულტრაიისფერ სხივებს, და მას შეუძლია გაუძლოს ულტრაიისფერ სხივებს ცერიუმის ოქსიდის და იტრიუმის ოქსიდის დამატების შემდეგ. გარდა ამისა, მისი ნაწილაკების ზომა ძალიან მცირეა და ნანო ცერიუმის ოქსიდი გამოიყენება როგორც ულტრაიისფერი შთამნთქმელი, რომელიც, სავარაუდოდ, გამოყენებული იქნება პლასტმასის პროდუქტების, ავზების, ავტომობილების, გემების, ნავთობის შესანახი ავზების და ა.შ. დაბერების თავიდან ასაცილებლად ულტრაიისფერი დასხივების გამო, რაც საუკეთესოდ იცავს გარე დიდ სარეკლამო დაფებს და ხელს უშლის ობის, ტენიანობის და დაბინძურების წარმოქმნას შიდა კედლების საფარებისთვის. მისი მცირე ნაწილაკების ზომის გამო, მტვერი ადვილად არ ეკვრება კედელს. და შეიძლება წყლით გაიხეხოს. ნანო იშვიათმიწა ელემენტების ოქსიდების გამოყენების მრავალი სფერო არსებობს, რომელთა შემდგომი კვლევა და განვითარებაა საჭირო და ჩვენ გულწრფელად ვიმედოვნებთ, რომ მას უფრო ბრწყინვალე მომავალი ექნება.

ნანომეტრიული იშვიათმიწა მასალები, ახალი ძალა ინდუსტრიულ რევოლუციაში

ნანოტექნოლოგია ახალი ინტერდისციპლინარული დარგია, რომელიც თანდათანობით განვითარდა 1980-იანი წლების ბოლოს და 1990-იანი წლების დასაწყისში. რადგან მას აქვს დიდი პოტენციალი ახალი წარმოების პროცესების, ახალი მასალებისა და ახალი პროდუქტების შესაქმნელად, ის ახალ საუკუნეში ახალ ინდუსტრიულ რევოლუციას გამოიწვევს. ნანომეცნიერებისა და ნანოტექნოლოგიების ამჟამინდელი განვითარების დონე მსგავსია 1950-იან წლებში კომპიუტერული და საინფორმაციო ტექნოლოგიების განვითარების დონისა. ამ სფეროთი დაკავებული მეცნიერების უმეტესობა პროგნოზირებს, რომ ნანოტექნოლოგიის განვითარებას ფართო და შორსმიმავალი გავლენა ექნება ტექნოლოგიის მრავალ ასპექტზე. მეცნიერები თვლიან, რომ მას აქვს უცნაური თვისებები და უნიკალური მახასიათებლები. ნანო იშვიათმიწა მასალების უცნაურ თვისებებს იწვევს ძირითადი შეზღუდვის ეფექტები, რომლებიც იწვევს სპეციფიკური ზედაპირის ეფექტს, მცირე ზომის ეფექტს, ინტერფეისის ეფექტს, გამჭვირვალობის ეფექტს, გვირაბის ეფექტს და მაკროსკოპულ კვანტურ ეფექტს. ეს ეფექტები განასხვავებს ნანოსისტემების ფიზიკურ თვისებებს ჩვეულებრივი მასალების თვისებებისგან სინათლის, ელექტროენერგიის, სითბოს და მაგნეტიზმის თვალსაზრისით და წარმოაჩენს მრავალ ახალ მახასიათებელს. მომავალში, მეცნიერებისთვის ნანოტექნოლოგიის კვლევისა და განვითარების სამი ძირითადი მიმართულება არსებობს: შესანიშნავი შესრულების მქონე ნანომასალების მომზადება და გამოყენება; სხვადასხვა ნანომოწყობილობებისა და აღჭურვილობის დიზაინი და მომზადება; ნანორეგიონების თვისებების აღმოჩენა და ანალიზი. ამჟამად, ნანო იშვიათმიწა ლითონებს ძირითადად შემდეგი გამოყენების მიმართულებები აქვთ და მომავალში მისი გამოყენება კიდევ უფრო უნდა განვითარდეს.

ნანომეტრიანი ლანთანის ოქსიდი (La2O3)

ნანომეტრული ლანთანის ოქსიდი გამოიყენება პიეზოელექტრულ მასალებზე, ელექტროთერმულ მასალებზე, თერმოელექტრულ მასალებზე, მაგნიტორეზისტულ მასალებზე, ლუმინესცენტურ მასალებზე (ლურჯი ფხვნილი), წყალბადის შესანახ მასალებზე, ოპტიკურ მინაზე, ლაზერულ მასალებზე, სხვადასხვა შენადნობის მასალებზე, ორგანული ქიმიური პროდუქტების მოსამზადებელ კატალიზატორებსა და ავტომობილების გამონაბოლქვის ნეიტრალიზაციის კატალიზატორებზე, ხოლო სინათლის გარდაქმნის სასოფლო-სამეურნეო ფირებზე ასევე გამოიყენება ნანომეტრული ლანთანის ოქსიდი.

ნანომეტრიანი ცერიუმის ოქსიდი (CeO2)

ნანო ცერიუმის ოქსიდის ძირითადი გამოყენებაა: 1. მინის დანამატის სახით, ნანო ცერიუმის ოქსიდს შეუძლია ულტრაიისფერი და ინფრაწითელი სხივების შთანთქმა და გამოიყენება ავტომობილის მინაზე. მას შეუძლია არა მხოლოდ ულტრაიისფერი სხივების თავიდან აცილება, არამედ ავტომობილის შიგნით ტემპერატურის შემცირება, რითაც ზოგავს ელექტროენერგიას კონდიცირებისთვის. 2. ნანო ცერიუმის ოქსიდის გამოყენება ავტომობილის გამონაბოლქვის გამწმენდ კატალიზატორში ეფექტურად უშლის ხელს ავტომობილის გამონაბოლქვი აირის დიდი რაოდენობით ჰაერში გამოყოფას. 3. ნანო ცერიუმის ოქსიდის გამოყენება შესაძლებელია პიგმენტში პლასტმასის შესაღებად და ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას საფარის, მელნის და ქაღალდის ინდუსტრიებში. 4. ნანო ცერიუმის ოქსიდის გამოყენება გასაპრიალებელ მასალებში ფართოდ არის აღიარებული, როგორც მაღალი სიზუსტის მოთხოვნა სილიციუმის ვაფლებისა და საფირონის მონოკრისტალური სუბსტრატების გასაპრიალებლად. 5. გარდა ამისა, ნანო ცერიუმის ოქსიდი ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას წყალბადის შესანახ მასალებში, თერმოელექტრულ მასალებში, ნანო ცერიუმის ოქსიდის ვოლფრამის ელექტროდებში, კერამიკულ კონდენსატორებში, პიეზოელექტრულ კერამიკაში, ნანო ცერიუმის ოქსიდის სილიციუმის კარბიდის აბრაზიულებში, საწვავის უჯრედების ნედლეულში, ბენზინის კატალიზატორებში, ზოგიერთ მუდმივ მაგნიტურ მასალაში, სხვადასხვა შენადნობ ფოლადებსა და ფერად ლითონებში და ა.შ.

ნანომეტრიანი პრაზეოდიმიუმის ოქსიდი (Pr6O11)

ნანომეტრიული პრაზეოდიმიუმის ოქსიდის ძირითადი გამოყენებაა: 1. იგი ფართოდ გამოიყენება სამშენებლო კერამიკაში და ყოველდღიური გამოყენების კერამიკაში. მისი შერევა კერამიკულ მინანქართან შეიძლება ფერადი მინანქრის დასამზადებლად, ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც ცალკე მინანქრის ქვეშ პიგმენტი. მომზადებული პიგმენტი ღია ყვითელია სუფთა და ელეგანტური ტონით. 2. იგი გამოიყენება მუდმივი მაგნიტების დასამზადებლად და ფართოდ გამოიყენება სხვადასხვა ელექტრონულ მოწყობილობებსა და ძრავებში. 3. იგი გამოიყენება ნავთობის კატალიზური კრეკინგისთვის. შესაძლებელია კატალიზის აქტივობის, სელექციურობისა და სტაბილურობის გაუმჯობესება. 4. ნანო-პრაზეოდიმიუმის ოქსიდის გამოყენება ასევე შესაძლებელია აბრაზიული გასაპრიალებლად. გარდა ამისა, ნანომეტრიული პრაზეოდიმიუმის ოქსიდის გამოყენება ოპტიკური ბოჭკოს სფეროში სულ უფრო და უფრო ფართოვდება. ნანომეტრიული ნეოდიმიუმის ოქსიდი (Nd2O3) ნანომეტრიული ნეოდიმიუმის ოქსიდი მრავალი წლის განმავლობაში გახდა ბაზრის ცხელი წერტილი იშვიათმიწა ლითონების სფეროში მისი უნიკალური პოზიციის გამო. ნანო-ნეოდიმიუმის ოქსიდი ასევე გამოიყენება ფერადი ლითონების მასალებში. მაგნიუმის ან ალუმინის შენადნობში 1.5%~2.5% ნანო-ნეოდიმიუმის ოქსიდის დამატებამ შეიძლება გააუმჯობესოს შენადნობის მაღალტემპერატურული მახასიათებლები, ჰერმეტულობა და კოროზიისადმი მდგრადობა და ფართოდ გამოიყენება როგორც ავიაციის აერონავტიკური მასალა. გარდა ამისა, ნანო-ნეოდიმიუმის ოქსიდით დოპირებული ნანო-იტრიუმის ალუმინის გარნეტი წარმოქმნის მოკლეტალღოვან ლაზერულ სხივს, რომელიც ფართოდ გამოიყენება ინდუსტრიაში 10 მმ-ზე ნაკლები სისქის თხელი მასალების შედუღებისა და ჭრისთვის. სამედიცინო თვალსაზრისით, ნანო-Nd_2O_3-ით დოპირებული ნანო-YAG ლაზერი გამოიყენება ქირურგიული ჭრილობების მოსაშორებლად ან დეზინფექციისთვის ქირურგიული დანების ნაცვლად. ნანომეტრიული ნეოდიმიუმის ოქსიდი ასევე გამოიყენება მინისა და კერამიკული მასალების, რეზინის პროდუქტებისა და დანამატების შესაღებად.

სამარიუმის ოქსიდის ნანონაწილაკები (Sm2O3)

ნანოზომის სამარიუმის ოქსიდის ძირითადი გამოყენებაა: ნანოზომის სამარიუმის ოქსიდი ღია ყვითელია, რომელიც გამოიყენება კერამიკულ კონდენსატორებსა და კატალიზატორებში. გარდა ამისა, ნანოზომის სამარიუმის ოქსიდს აქვს ბირთვული თვისებები და შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც სტრუქტურული მასალა, დამცავი მასალა და ატომური ენერგიის რეაქტორის მართვის მასალა, რათა ბირთვული დაშლის შედეგად წარმოქმნილი უზარმაზარი ენერგია უსაფრთხოდ იქნას გამოყენებული. ევროპიუმის ოქსიდის ნანონაწილაკები (Eu2O3) ძირითადად გამოიყენება ფოსფორებში. Eu3+ გამოიყენება წითელი ფოსფორის აქტივატორად, ხოლო Eu2+ - ლურჯ ფოსფორად. Y0O3:Eu3+ საუკეთესო ფოსფორია სინათლის ეფექტურობის, საფარის სტაბილურობის, აღდგენის ღირებულების და ა.შ. თვალსაზრისით და ფართოდ გამოიყენება სინათლის ეფექტურობისა და კონტრასტის გაუმჯობესების გამო. ბოლო დროს, ნანო ევროპიუმის ოქსიდი ასევე გამოიყენება სტიმულირებული ემისიის ფოსფორად ახალი რენტგენის სამედიცინო დიაგნოსტიკის სისტემებისთვის. ნანო-ევროპიუმის ოქსიდი ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას ფერადი ლინზების და ოპტიკური ფილტრების დასამზადებლად, მაგნიტური ბუშტების შესანახი მოწყობილობებისთვის და ასევე შეუძლია გამოავლინოს თავისი ნიჭი ატომური რეაქტორების მართვის მასალებში, დამცავ მასალებსა და სტრუქტურულ მასალებში. წვრილი ნაწილაკების გადოლინიუმის ევროპიუმის ოქსიდი (Y2O3:Eu3+) წითელი ფოსფორი მომზადდა ნანო იტრიუმის ოქსიდის (Y2O3) და ნანო ევროპიუმის ოქსიდის (Eu2O3) ნედლეულად გამოყენებით. იშვიათმიწა ლითონების სამფეროვანი ფოსფორის მისაღებად მისი გამოყენებისას დადგინდა, რომ: (ა) შეიძლება კარგად და თანაბრად შეერიოს მწვანე და ლურჯ ფხვნილს; (ბ) კარგი საფარის მახასიათებლები; (გ) რადგან წითელი ფხვნილის ნაწილაკების ზომა მცირეა, იზრდება სპეციფიკური ზედაპირის ფართობი და ლუმინესცენტური ნაწილაკების რაოდენობა, იშვიათმიწა ლითონების სამფეროვან ფოსფორებში წითელი ფხვნილის რაოდენობა შეიძლება შემცირდეს, რაც იწვევს ფასის შემცირებას.

გადოლინიუმის ოქსიდის ნანონაწილაკები (Gd2O3)

მისი ძირითადი გამოყენებაა: 1. მისი წყალში ხსნადი პარამაგნიტური კომპლექსი აუმჯობესებს ადამიანის სხეულის ბირთვულ-მაგნიტურ რეზონანსულ სიგნალს სამედიცინო მკურნალობის დროს. 2. გოგირდის ოქსიდის ბაზა შეიძლება გამოყენებულ იქნას ოსცილოსკოპის მილისა და რენტგენის ეკრანის მატრიცულ ბადედ განსაკუთრებული სიკაშკაშით. 3. ნანო-გადოლინიუმის გალიუმის ბროწეულში არსებული ნანო-გადოლინიუმის ოქსიდი იდეალური ერთჯერადი სუბსტრატია მაგნიტური ბუშტების მეხსიერებისთვის. 4. როდესაც არ არსებობს კამოტის ციკლის ზღვარი, მისი გამოყენება შესაძლებელია მყარი მაგნიტური გაგრილების საშუალებად. 5. იგი გამოიყენება როგორც ინჰიბიტორი ატომური ელექტროსადგურების ჯაჭვური რეაქციის დონის გასაკონტროლებლად, ბირთვული რეაქციების უსაფრთხოების უზრუნველსაყოფად. გარდა ამისა, ნანო-გადოლინიუმის ოქსიდის და ნანო-ლანთანუმის ოქსიდის გამოყენება სასარგებლოა ვიტრიფიკაციის რეგიონის შესაცვლელად და მინის თერმული სტაბილურობის გასაუმჯობესებლად. ნანო-გადოლინიუმის ოქსიდი ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას კონდენსატორებისა და რენტგენის გამაძლიერებელი ეკრანების წარმოებისთვის. ამჟამად, მსოფლიო დიდ ძალისხმევას დებს ნანო-გადოლინიუმის ოქსიდის და მისი შენადნობების მაგნიტურ მაცივარში გამოყენების განვითარებისთვის და მიღწეულია გარღვევის პროგრესი.

ტერბიუმის ოქსიდის ნანონაწილაკები (Tb4O7)

ძირითადი გამოყენების სფეროებია: 1. ფოსფორები გამოიყენება სამფეროვან ფოსფორებში მწვანე ფხვნილის აქტივატორებად, როგორიცაა ნანოტერბიუმის ოქსიდით გააქტიურებული ფოსფატური მატრიცა, ნანოტერბიუმის ოქსიდით გააქტიურებული სილიკატური მატრიცა და ნანოტერბიუმის ოქსიდით გააქტიურებული ნანოცერიუმის ოქსიდის მაგნიუმის ალუმინატის მატრიცა, რომლებიც აგზნებულ მდგომარეობაში ასხივებენ მწვანე შუქს. 2. მაგნიტო-ოპტიკური შესანახი მასალები, ბოლო წლებში ნანოტერბიუმის ოქსიდის მაგნიტო-ოპტიკური მასალები იქნა გამოკვლეული და შემუშავებული. Tb-Fe ამორფული აპკისგან დამზადებული მაგნიტო-ოპტიკური დისკი გამოიყენება კომპიუტერის შესანახ ელემენტად და შენახვის ტევადობის გაზრდა შესაძლებელია 10-15-ჯერ. 3. მაგნიტო-ოპტიკური მინა, ფარადეის ოპტიკურად აქტიური მინა, რომელიც შეიცავს ნანომეტრულ ტერბიუმის ოქსიდს, წარმოადგენს ძირითად მასალას როტატორების, იზოლატორების, ანულატორების დასამზადებლად და ფართოდ გამოიყენება ლაზერულ ტექნოლოგიაში. ნანომეტრული ტერბიუმის ოქსიდი ძირითადად გამოიყენება სონარში და ფართოდ გამოიყენება მრავალ სფეროში, როგორიცაა საწვავის ინექციის სისტემა, სითხის სარქვლის კონტროლი, მიკროპოზიციონირება, მექანიკური აქტივატორი, მექანიზმი და ფრთის რეგულატორი თვითმფრინავის კოსმოსური ტელესკოპებისთვის. Dy2O3 ნანო დისპროზიუმის ოქსიდის ძირითადი გამოყენებაა: 1. ნანო-დისპროზიუმის ოქსიდი გამოიყენება ფოსფორის აქტივატორად, ხოლო სამვალენტიანი ნანო-დისპროზიუმის ოქსიდი არის სამფეროვანი ლუმინესცენტური მასალების პერსპექტიული გააქტიურების იონი ერთი ლუმინესცენტური ცენტრით. ის ძირითადად შედგება ორი ემისიის ზოლისგან, ერთი არის ყვითელი სინათლის ემისია, მეორე კი ლურჯი სინათლის ემისია, ხოლო ნანო-დისპროზიუმის ოქსიდით დოპირებული ლუმინესცენტური მასალები შეიძლება გამოყენებულ იქნას სამფეროვან ფოსფორებად. 2. ნანომეტრიული დისპროზიუმის ოქსიდი წარმოადგენს ლითონის აუცილებელ ნედლეულს ტერფენოლის შენადნობის დასამზადებლად დიდი მაგნიტოსტრიქციული შენადნობის ნანოტერბიუმის ოქსიდით და ნანოდისპროზიუმის ოქსიდით, რომელსაც შეუძლია მექანიკური მოძრაობის ზოგიერთი ზუსტი აქტივობის განხორციელება. 3. ნანომეტრიული დისპროზიუმის ოქსიდის გამოყენება შესაძლებელია როგორც მაგნიტო-ოპტიკური შესანახი მასალა მაღალი ჩაწერის სიჩქარითა და წაკითხვის მგრძნობელობით. 4. გამოიყენება ნანომეტრიული დისპროზიუმის ოქსიდის ნათურის დასამზადებლად. ნანომეტრიული დისპროზიუმის ოქსიდის ნათურაში გამოყენებული სამუშაო ნივთიერებაა ნანოდისპროზიუმის ოქსიდი, რომელსაც აქვს მაღალი სიკაშკაშის, კარგი ფერის, მაღალი ფერის ტემპერატურის, მცირე ზომისა და სტაბილური რკალის უპირატესობები და გამოიყენება როგორც განათების წყარო ფირისა და ბეჭდვისთვის. 5. ნანომეტრიული დისპროზიუმის ოქსიდი გამოიყენება ნეიტრონული ენერგიის სპექტრის გასაზომად ან ნეიტრონული შთამნთქმელად ატომური ენერგიის ინდუსტრიაში, ნეიტრონული დაჭერის დიდი განივი ფართობის გამო.

Ho _ 2O _ 3 ნანომეტრი

ნანოჰოლმიუმის ოქსიდის ძირითადი გამოყენება შემდეგია: 1. ლითონის ჰალოგენური ნათურის დანამატად, ლითონის ჰალოგენური ნათურა წარმოადგენს გაზის განმუხტვის ნათურის სახეობას, რომელიც შემუშავებულია მაღალი წნევის ვერცხლისწყლის ნათურის საფუძველზე და მისი დამახასიათებელი თვისებაა ის, რომ ნათურა სავსეა სხვადასხვა იშვიათმიწა ჰალოგენებით. ამჟამად, ძირითადად გამოიყენება იშვიათმიწა იოდიდები, რომლებიც გაზის განმუხტვისას ასხივებენ სხვადასხვა სპექტრულ ხაზებს. ნანოჰოლმიუმის ოქსიდის ნათურაში გამოყენებული სამუშაო ნივთიერებაა ნანოჰოლმიუმის ოქსიდის იოდიდი, რომელსაც შეუძლია მიაღწიოს ლითონის ატომების უფრო მაღალ კონცენტრაციას რკალის ზონაში, რითაც მნიშვნელოვნად აუმჯობესებს გამოსხივების ეფექტურობას. 2. ნანომეტრიანი ჰოლმიუმის ოქსიდი შეიძლება გამოყენებულ იქნას იტრიუმის რკინის ან იტრიუმის ალუმინის გარნეტის დანამატად; 3. ნანოჰოლმიუმის ოქსიდი შეიძლება გამოყენებულ იქნას იტრიუმის რკინის ალუმინის გარნეტის (Ho:YAG) სახით, რომელსაც შეუძლია გამოსხივოს 2μm ლაზერი და ადამიანის ქსოვილის შთანთქმის სიჩქარე 2μm ლაზერზე მაღალია. ის თითქმის სამი რიგითობით აღემატება Hd:YAG0-ს. ამიტომ, სამედიცინო ოპერაციებისთვის Ho:YAG ლაზერის გამოყენებისას, შესაძლებელია არა მხოლოდ ოპერაციის ეფექტურობისა და სიზუსტის გაუმჯობესება, არამედ თერმული დაზიანების არეალის შემცირებაც. ნანოჰოლმიუმის ოქსიდის კრისტალის მიერ გენერირებული თავისუფალი სხივი ცხიმის მოცილებას ზედმეტი სითბოს გამომუშავების გარეშე ახდენს, რითაც მცირდება ჯანსაღი ქსოვილების მიერ გამოწვეული თერმული დაზიანება. ცნობილია, რომ შეერთებულ შტატებში ნანომეტრული ჰოლმიუმის ოქსიდის ლაზერით გლაუკომის მკურნალობა ოპერაციის დროს ტკივილს ამცირებს. 4. მაგნიტოსტრიქციულ შენადნობში Terfenol-D, ასევე შესაძლებელია ნანოზომის ჰოლმიუმის ოქსიდის მცირე რაოდენობის დამატება შენადნობის გაჯერების მაგნიტიზაციისთვის საჭირო გარე ველის შესამცირებლად. 5. გარდა ამისა, ნანოჰოლმიუმის ოქსიდით დოპირებული ოპტიკური ბოჭკო შეიძლება გამოყენებულ იქნას ოპტიკური საკომუნიკაციო მოწყობილობების დასამზადებლად, როგორიცაა ოპტიკური ბოჭკოვანი ლაზერები, ოპტიკური ბოჭკოვანი გამაძლიერებლები, ოპტიკური ბოჭკოვანი სენსორები და ა.შ. ის უფრო მნიშვნელოვან როლს შეასრულებს დღევანდელ სწრაფ ოპტიკური ბოჭკოვანი კომუნიკაციაში.

ნანომეტრიანი იტრიუმის ოქსიდი (Y2O3)

ნანო იტრიუმის ოქსიდის ძირითადი გამოყენებაა: 1. დანამატები ფოლადისა და ფერადი შენადნობებისთვის. FeCr შენადნობი ჩვეულებრივ შეიცავს 0.5%-4% ნანო იტრიუმის ოქსიდს, რამაც შეიძლება გააძლიეროს ამ უჟანგავი ფოლადების დაჟანგვისადმი მდგრადობა და პლასტიურობა. MB26 შენადნობში ნანომეტრიანი იტრიუმის ოქსიდით მდიდარი შერეული იშვიათმიწა ნიადაგის სათანადო რაოდენობის დამატების შემდეგ, გუშინ შენადნობის ყოვლისმომცველი თვისებები აშკარად გაუმჯობესდა. მას შეუძლია ჩაანაცვლოს ზოგიერთი საშუალო და მტკიცე ალუმინის შენადნობი თვითმფრინავის დაძაბული კომპონენტებისთვის; Al-Zr შენადნობში ნანო იტრიუმის ოქსიდის იშვიათმიწა ნიადაგის მცირე რაოდენობის დამატებამ შეიძლება გააუმჯობესოს შენადნობის გამტარობა; შენადნობი გამოყენებულია ჩინეთში მავთულის ქარხნების უმეტესობაში. ნანო-იტრიუმის ოქსიდი დაემატა სპილენძის შენადნობს გამტარობისა და მექანიკური სიმტკიცის გასაუმჯობესებლად. 2. სილიციუმის ნიტრიდის კერამიკული მასალა, რომელიც შეიცავს 6% ნანო იტრიუმის ოქსიდს და 2% ალუმინს. მისი გამოყენება შესაძლებელია ძრავის ნაწილების დასამუშავებლად. 3. ბურღვა, ჭრა, შედუღება და სხვა მექანიკური დამუშავება ხორციელდება მასშტაბურ კომპონენტებზე 400 ვატიანი სიმძლავრის ნანონეოდიმიუმის ოქსიდის ალუმინის ბროწეულის ლაზერული სხივის გამოყენებით. 4. Y-Al ბროწეულის მონოკრისტალისგან შედგენილ ელექტრონული მიკროსკოპის ეკრანს აქვს მაღალი ფლუორესცენციის სიკაშკაშე, გაფანტული სინათლის დაბალი შთანთქმა და კარგი მაღალი ტემპერატურისა და მექანიკური ცვეთისადმი მდგრადობა. 5. მაღალი ნანო იტრიუმის ოქსიდის სტრუქტურული შენადნობი, რომელიც შეიცავს 90% ნანო გადოლინიუმის ოქსიდს, შეიძლება გამოყენებულ იქნას ავიაციაში და სხვა შემთხვევებში, რომლებიც საჭიროებენ დაბალ სიმკვრივეს და მაღალ დნობის წერტილს. 6. მაღალი ტემპერატურის პროტონგამტარი მასალები, რომლებიც შეიცავს 90% ნანო იტრიუმის ოქსიდს, დიდი მნიშვნელობა აქვთ საწვავის უჯრედების, ელექტროლიტური უჯრედების და გაზის სენსორების წარმოებისთვის, რომლებიც საჭიროებენ წყალბადის მაღალ ხსნადობას. გარდა ამისა, ნანო-იტრიუმის ოქსიდი ასევე გამოიყენება როგორც მაღალი ტემპერატურის შესხურებისადმი მდგრადი მასალა, ატომური რეაქტორის საწვავის გამხსნელი, მუდმივი მაგნიტის მასალის დანამატი და ელექტრონულ ინდუსტრიაში გამტარი.

ზემოაღნიშნულის გარდა, ნანო იშვიათმიწა ელემენტების ოქსიდები ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას ტანსაცმლის მასალებში ადამიანის ჯანმრთელობისა და გარემოს დაცვის მიზნით. ამჟამინდელი კვლევითი ერთეულებიდან ყველას აქვს გარკვეული მიმართულებები: ულტრაიისფერი გამოსხივების საწინააღმდეგო; ჰაერის დაბინძურება და ულტრაიისფერი გამოსხივება მიდრეკილია კანის დაავადებებისა და კანის კიბოსკენ; დაბინძურების პრევენცია ართულებს დამაბინძურებლების ტანსაცმელზე მიკვრას; ასევე შესწავლილია სითბოს საწინააღმდეგო მიმართულებით. რადგან ტყავი მაგარია და ადვილად ბერდება, ის ყველაზე მეტად მიდრეკილია ობისკენ წვიმიან დღეებში. ტყავის დარბილება შესაძლებელია ნანო იშვიათმიწა ელემენტების ცერიუმის ოქსიდით გაუფერულებით, რომელიც ადვილად არ ბერდება და ობისკენ არ მიიღწევა და კომფორტულია ტარებისთვის. ბოლო წლებში ნანო-საფარი მასალები ასევე წარმოადგენს ნანომასალების კვლევის ფოკუსს და ძირითადი კვლევა ფოკუსირებულია ფუნქციურ საფარებზე. 80 ნმ სიგრძის Y2O3-ის გამოყენება შეერთებულ შტატებში შესაძლებელია ინფრაწითელი დამცავი საფარის სახით. სითბოს არეკვლის ეფექტურობა ძალიან მაღალია. CeO2-ს აქვს მაღალი რეფრაქციული ინდექსი და მაღალი სტაბილურობა. როდესაც საფარს ემატება ნანო იშვიათმიწა ელემენტების იტრიუმის ოქსიდი, ნანო ლანთანის ოქსიდი და ნანო ცერიუმის ოქსიდის ფხვნილი, გარე კედელი მდგრადია დაბერების მიმართ, რადგან გარე კედლის საფარი ადვილად ბერდება და ცვივა, რადგან საღებავი დიდი ხნის განმავლობაში ექვემდებარება მზის სხივებს და ულტრაიისფერ სხივებს, და მას შეუძლია გაუძლოს ულტრაიისფერ სხივებს ცერიუმის ოქსიდის და იტრიუმის ოქსიდის დამატების შემდეგ. გარდა ამისა, მისი ნაწილაკების ზომა ძალიან მცირეა და ნანო ცერიუმის ოქსიდი გამოიყენება როგორც ულტრაიისფერი შთამნთქმელი, რომელიც, სავარაუდოდ, გამოყენებული იქნება პლასტმასის პროდუქტების, ავზების, ავტომობილების, გემების, ნავთობის შესანახი ავზების და ა.შ. დაბერების თავიდან ასაცილებლად ულტრაიისფერი დასხივების გამო, რაც საუკეთესოდ იცავს გარე დიდ სარეკლამო დაფებს და ხელს უშლის ობის, ტენიანობის და დაბინძურების წარმოქმნას შიდა კედლების საფარებისთვის. მისი მცირე ნაწილაკების ზომის გამო, მტვერი ადვილად არ ეკვრება კედელს. და შეიძლება წყლით გაიხეხოს. ნანო იშვიათმიწა ელემენტების ოქსიდების გამოყენების მრავალი სფერო არსებობს, რომელთა შემდგომი კვლევა და განვითარებაა საჭირო და ჩვენ გულწრფელად ვიმედოვნებთ, რომ მას უფრო ბრწყინვალე მომავალი ექნება.


გამოქვეყნების დრო: 2022 წლის 4 ივლისი