希土類元素自体は豊富な電子構造を有し、光、電気、磁気といった様々な特性を示します。ナノ希土類は、微小サイズ効果、高い表面効果、量子効果、強い光、電気、磁気特性、超伝導、高華雪活性など、多くの特性を示し、材料の性能と機能を大幅に向上させ、多くの新材料を開発することができます。光学材料、発光材料、結晶材料、磁性材料、電池材料、電子セラミックス、エンジニアリングセラミックス、触媒などのハイテク分野において、重要な役割を果たすでしょう。
現在の開発研究および応用分野。
1. 希土類発光材料：希土類ナノ蛍光体粉末（カラー粉末、ランプ粉末）は、発光効率を向上させ、希土類元素の消費量を大幅に削減します。主にY₂O₃、Eu₂O₃、Tb₃O₃、CeO₂、Gd₂O₃が用いられます。高精細カラーテレビの新材料候補です。
2. ナノ超伝導材料：Y2O3で製造されたYBCO超伝導体は、特殊な薄膜材料で、性能が安定しており、強度が高く、加工しやすく、実用段階に近く、将来性が有望です。
3. 希土類ナノ磁性材料：磁気メモリ、磁性流体、巨大磁気抵抗などに使用され、デバイスの性能を大幅に向上させ、高性能・小型化を実現します。酸化物巨大磁気抵抗ターゲット（REMnO3など）がこれにあたります。
4. 希土類高性能セラミックス：超微細またはナノスケールのY₂O₃、La₂O₃、Nd₂O₃、Sm₂O₃を電子セラミックス（電子センサー、PTC材料、マイクロ波材料、コンデンサー、サーミスターなど）に用いることで、電気特性、熱特性、安定性などが向上し、電子材料の重要な性能向上につながります。例えば、ナノスケールのY₂O₃やZrO₃は、低温焼結セラミックスでありながら高い強度と靭性を有し、ベアリング、切削工具などの耐摩耗デバイスに用いられています。ナノスケールのNd₂O₃やSm₂O₃を用いることで、積層コンデンサーやマイクロ波デバイスの性能が大幅に向上します。
5. 希土類ナノ触媒：多くの化学反応において、希土類触媒の使用は触媒活性と触媒効率を大幅に向上させます。既存のCeO2ナノ粉末は、自動車排ガス浄化装置において高活性、低価格、長寿命といった利点を有しており、年間数千トン単位でほとんどの貴金属の代替品となっています。
6. 希土類紫外線吸収剤：ナノメートルCeO2粉末は紫外線を強く吸収するため、日焼け止め化粧品、日焼け止め繊維、自動車ガラスなどに使用されます。
7. 希土類精密研磨：CeO2はガラスなどの研磨に優れた効果を発揮します。ナノCeO2は高い研磨精度を有し、液晶ディスプレイ、シリコンシングルチップ、ガラスストレージなどに使用されています。
つまり、希土類ナノ材料の応用はまだ始まったばかりで、付加価値が高く、応用分野が広く、潜在力が大きく、商業的見通しが有望なハイテク新材料の分野に集中しています。
投稿日時: 2022年7月4日