Kaip retųjų žemių elementai įgalina šiuolaikines technologijas

Franko Herberto kosminėje operoje „Kopos“ vertinga natūrali medžiaga, vadinama „prieskonių mišiniu“, suteikia žmonėms galimybę naršyti po didžiulę visatą ir sukurti tarpžvaigždinę civilizaciją. Realiame gyvenime Žemėje natūralių metalų grupė, vadinama retųjų žemių elementais, suteikė galimybę šiuolaikinėms technologijoms. Šių pagrindinių beveik visų šiuolaikinių elektroninių gaminių komponentų paklausa smarkiai auga.

Retųjų žemiųtenkina tūkstančius skirtingų poreikių – pavyzdžiui, ceris naudojamas kaip naftos perdirbimo katalizatorius, tuo tarpugadoliniosulaiko neutronus branduoliniuose reaktoriuose. Tačiau ryškiausias šių elementų gebėjimas yra jų liuminescencija ir magnetizmas.

Remdamiesi retųjų žemių dažais savo išmaniojo telefono ekrane, naudojame fluorescenciją, kad parodytume eurų banknotų autentiškumą, ir perduodame signalus jūros dugne per šviesolaidžio kabelius. Jie taip pat reikalingi gaminant stipriausius ir patikimiausius magnetus pasaulyje. Jie generuoja garso bangas jūsų ausinėse, pagerina skaitmeninę informaciją erdvėje ir keičia šiluminės paieškos raketų trajektoriją. Retosios žemės taip pat skatina žaliųjų technologijų, tokių kaip vėjo energija ir elektrinės transporto priemonės, plėtrą ir netgi gali gaminti naujus Quantum kompiuterio komponentus. Stephenas Boydas, sintetinių medžiagų chemikas ir nepriklausomas konsultantas, sakė: „Šis sąrašas yra begalinis. Jų yra visur

QQ截图20230705120656

Retosios žemės reiškia lantanido liutecį ir 14 elementų tarp lantano iritris, kurie dažnai būna tame pačiame telkinyje ir pasižymi panašiomis cheminėmis savybėmis kaip lantanidas. Šie nuo pilkos iki sidabrinės spalvos metalai paprastai pasižymi plastiškumu ir aukšta lydymosi bei virimo temperatūra. Jų slaptoji jėga slypi elektronuose. Visi atomai turi branduolį, apsuptą elektronų, kurie yra regione, vadinamame orbita. Orbitoje toliausiai nuo branduolio esantys elektronai yra valentiniai elektronai, kurie dalyvauja cheminėse reakcijose ir sudaro ryšius su kitais atomais.

Dauguma lantanido turi kitą svarbią elektronų grupę, vadinamą „f-elektronais“, kurie gyvena auksinėje zonoje netoli Valenso elektrono, bet šiek tiek arti branduolio. Ana de Bettencourt Dias, neorganinių medžiagų chemikė iš Nevados universiteto Reno, sakė: „Būtent šie f elektronai sukelia retųjų žemių elementų magnetines ir liuminescencines savybes.

Retosios žemės yra 17 elementų grupė (periodinėje lentelėje pažymėta mėlyna spalva). Retųjų žemių elementų pogrupis vadinamas lantanidu (liutecis, Lu, plius eilutė, nukreipta priešlantanas, La). Kiekvienas elementas turi apvalkalą, kuriame paprastai yra f elektronų, todėl šie elementai turi magnetines ir šviesos savybes.


Paskelbimo laikas: 2023-05-05