آینده فرا رسیده است و مردم به تدریج به جامعه‌ای سبز و کم‌کربن نزدیک شده‌اند.عناصر خاکی کمیابعناصر نقش مهمی در تولید انرژی بادی، وسایل نقلیه با انرژی جدید، ربات‌های هوشمند، استفاده از هیدروژن، روشنایی کم‌مصرف و تصفیه گازهای خروجی دارند.
عناصر خاکی کمیابیک اصطلاح جمعی برای ۱۷ فلز است، از جملهایتریم, اسکاندیمو ۱۵ عنصر لانتانیدی. موتور محرک، جزء اصلی ربات‌های هوشمند است و فعالیت مشترک آن عمدتاً توسط موتور محرک حاصل می‌شود. سروو موتورهای سنکرون آهنربای دائم، جریان اصلی هستند که به نسبت توان به جرم و نسبت اینرسی گشتاور بالا، گشتاور راه‌اندازی بالا، اینرسی کم و محدوده سرعت وسیع و روان نیاز دارند. آهنرباهای دائمی نئودیمیوم آهن بور با کارایی بالا می‌توانند حرکت ربات را آسان‌تر، سریع‌تر و قوی‌تر کنند.
همچنین کاربردهای کم کربن زیادی وجود داردعناصر خاکی کمیابدر زمینه سنتی خودرو، مانند شیشه خنک کننده، تصفیه اگزوز و موتورهای آهنربای دائمی. برای مدت طولانی،سریم(Ce) به عنوان یک افزودنی در شیشه خودرو استفاده شده است که نه تنها از اشعه ماوراء بنفش جلوگیری می‌کند، بلکه دمای داخل خودرو را نیز کاهش می‌دهد و در نتیجه در مصرف برق برای تهویه مطبوع صرفه‌جویی می‌کند. البته مهمترین چیز تصفیه گاز خروجی است. در حال حاضر، تعداد زیادی ازسریمعوامل تصفیه گاز خروجی از اگزوز عناصر خاکی کمیاب به طور موثری از تخلیه مقدار زیادی از گاز خروجی از اگزوز خودروها به هوا جلوگیری می‌کنند. کاربردهای زیادی برای عناصر خاکی کمیاب در فناوری‌های سبز کم کربن وجود دارد.
عناصر خاکی کمیاببه دلیل داشتن خواص ترموالکتریک، مغناطیسی و نوری عالی، به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند. ساختار الکترونیکی ویژه، به عناصر خاکی کمیاب خواص غنی و رنگارنگی می‌بخشد، به خصوص از آنجایی کهخاک کمیابعناصر دارای یک زیرلایه الکترونی 4f هستند که گاهی اوقات به عنوان "سطح انرژی" نیز شناخته می‌شود. زیرلایه الکترونی 4f نه تنها دارای 7 سطح انرژی فوق‌العاده است، بلکه دارای دو پوشش محافظ "سطح انرژی" 5d و 6s در حاشیه نیز می‌باشد. این 7 سطح انرژی مانند عروسک‌های کدو حلوایی الماس، متنوع و هیجان‌انگیز هستند. الکترون‌های جفت نشده در هفت سطح انرژی نه تنها خود می‌چرخند، بلکه به دور هسته نیز می‌چرخند و گشتاورهای مغناطیسی مختلفی ایجاد می‌کنند و آهنرباهایی با محورهای مختلف ایجاد می‌کنند. این میدان‌های مغناطیسی میکرو توسط دو لایه پوشش محافظ پشتیبانی می‌شوند و آنها را بسیار مغناطیسی می‌کنند. دانشمندان از مغناطیس فلزات خاکی کمیاب برای ایجاد آهنرباهای با کارایی بالا، به اختصار "آهنرباهای دائمی خاکی کمیاب" استفاده می‌کنند. خواص مرموزعناصر خاکی کمیابهنوز هم به طور فعال توسط دانشمندان تا به امروز مورد بررسی و کشف قرار می‌گیرند.
آهنرباهای نئودیمیوم چسبنده دارای عملکرد ساده، هزینه کم، اندازه کوچک، دقت بالا و میدان مغناطیسی پایدار هستند. آنها عمدتاً در زمینه‌هایی مانند فناوری اطلاعات، اتوماسیون اداری و لوازم الکترونیکی مصرفی استفاده می‌شوند. آهنرباهای نئودیمیوم فشرده شده گرم دارای مزایای چگالی بالا، جهت‌گیری بالا، مقاومت در برابر خوردگی خوب و وادارندگی بالا هستند.
در آینده، عناصر خاکی کمیاب نقش مهم‌تری در فرآیند ساخت هوش کم کربن برای بشریت ایفا خواهند کرد.
منبع: Science Popularization China
زمان ارسال: ۲۴ اکتبر ۲۰۲۳