יסודות אדמה נדירים נמצאים כיום בתחום המחקר והיישום

יסודות אדמה נדירה עצמם עשירים במבנה אלקטרוני ומפגינים מאפיינים רבים של אור, חשמל ומגנטיות. ננו-אדמה נדירה, בעלת תכונות רבות, כגון אפקט גודל קטן, אפקט פני שטח גבוה, אפקט קוונטי, אור חזק, תכונות חשמליות ומגנטיות, מוליכות-על, פעילות גאו-הואשואה וכו', יכולה לשפר מאוד את ביצועי החומר והתפקוד, ולפתח חומרים חדשים רבים. בחומרים אופטיים, חומרים זוהרים, חומרי גביש, חומרים מגנטיים, חומרי סוללות, קרמיקה אלקטרונית, קרמיקה הנדסית, זרזים ותחומי היי-טק אחרים, ימלאו תפקיד חשוב.

מחקר ופיתוח שוטף בתחומי היישום.

1. חומרים זוהרים של אדמה נדירה: אבקת ננו-זרחן של אדמה נדירה (אבקת צבע, אבקת מנורה), יעילות האור תשתפר וצריכת אדמה נדירה תופחת באופן משמעותי. משתמשים בעיקר ב-Y2O3, Eu2O3, Tb4O7, CeO2, Gd2O3. חומר חדש מועמד לטלוויזיות צבעוניות ברזולוציה גבוהה.

2. חומרים ננו-מוליכי-על: מוליכי-על YBCO שהוכנו על ידי Y2O3, חומרי שכבה דקה מיוחדים, ביצועים יציבים, חוזק גבוה, קל לעיבוד, קרוב לשלב מעשי, סיכויים מבטיחים.

3. חומרים ננו-מגנטיים של אדמה נדירה: משמשים לזיכרון מגנטי, נוזל מגנטי, התנגדות מגנטו ענקית וכו', מה שמשפר מאוד את הביצועים והופך את המכשירים למזעור בעלי ביצועים גבוהים. כגון מטרת התנגדות מגנטו ענקית של תחמוצת (REMnO3 וכו').

4. קרמיקה בעלת ביצועים גבוהים ממתכת נדירה: שימוש בהכנות של Y2O3, La2O3, Nd2O3, Sm2O3 עדינות במיוחד או ננומטריות כגון קרמיקה אלקטרונית (חיישנים אלקטרוניים, חומרי PTC, חומרי מיקרוגל, קבלים, תרמיסטורים וכו'). תכונות חשמליות, תכונות תרמיות, יציבות משופרות רבות, הן היבט חשוב של חומרים אלקטרוניים לשדרוג. לדוגמה, לקרמיקה מסוג Y2O3 ו-ZrO2 מסוג ננומטרי יש חוזק וקשיחות חזקים בטמפרטורות נמוכות יותר, המשמשים למיסבים, כלי חיתוך והתקנים עמידים בפני שחיקה אחרים. ביצועי הקבלים הרב-שכבתיים והתקני המיקרוגל משופרים מאוד עם Nd2O3 ו-Sm2O3 מסוג ננומטרי.

5. ננו-זרז של מתכות יקרות: בתגובות כימיות רבות, השימוש בזרזים של מתכות יקרות יכול לשפר מאוד את הפעילות הקטליטית ואת היעילות הקטליטית. לאבקת הננו CeO2 הקיימת יש יתרונות של פעילות גבוהה, מחיר נמוך ואורך חיים ארוך במטהרי פליטות רכב, והיא מחליפה את רוב המתכות היקרות באלפי טונות בשנה.

6. סופג אולטרה סגול של חומרים נדירים: אבקת CeO2 ננומטרית בעלת ספיגה חזקה של קרניים אולטרה סגולות, המשמשת בקוסמטיקה של קרם הגנה, סיבים של קרם הגנה, זכוכית לרכב וכו'.

7. ליטוש מדויק של אדמה נדירה: ל-CeO2 יש אפקט ליטוש טוב על זכוכית וכן הלאה. לננו-CeO2 יש דיוק ליטוש גבוה והוא שימש בתצוגות גביש נוזלי, שבב סיליקון יחיד, אחסון זכוכית וכו'.

בקיצור, היישום של ננו-חומרים מסוג אדמה נדירה רק החל, והוא מרוכז בתחום של חומרים חדשים ומפותחים, בעלי ערך מוסף גבוה, תחום יישום רחב, פוטנציאל עצום וסיכויים מסחריים מבטיחים.