Welke nieuwe toepassingen worden gevonden voor zeldzame aarde-elementen?

De zeldzame aardelementen omvatten metalen met ongebruikelijk klinkende namen zoals neodymium, cerium, ytterbium en europium; velen behoren tot de lanthanidereeks in het periodiek systeem. De term "zeldzame aarde" is een verkeerde benaming, aangezien veel zeldzame aardmetalen in feite vrij algemeen zijn. De fysische en chemische eigenschappen van zeldzame aardmetalen maken ze bruikbaar in de geneeskunde, consumentenproducten, de wetenschap en de industrie.

Legeringen van ijzer en bepaalde zeldzame aardmetalen maken extreem sterke permanente magneten; deze zijn erg handig omdat kleine, lichtgewicht magneten nodig zijn voor de kleine, krachtige elektromotoren in hybride voertuigen en de nieuwste generatie draagbare drone-vliegmachines. Het zeldzame aarde-neodymium is een populaire keuze voor sterke magneten; andere omvatten holmium en samarium. Het geheim van hun magnetische eigenschappen ligt in de rangschikking van de elektronen in de atomen van bepaalde zeldzame aardelementen. In elementen met zwakke magnetische eigenschappen zoals zwavel, zijn de meeste van hun buitenste elektronen in paren gegroepeerd; die in deze bijzondere zeldzame aardmetalen hebben ongepaarde elektronen die hun magnetische eigenschappen vergroten.

Chemische verbindingen gemaakt van zeldzame aardelementen hebben nuttige eigenschappen met betrekking tot kleur en licht; ceriumsulfide combineert bijvoorbeeld cerium en zwavel om een ​​rood pigment te produceren dat wordt gebruikt als een minder giftig alternatief voor traditionele verbindingen op basis van het zware metaal cadmium. Europium, een andere zeldzame aarde, wordt veel gebruikt in elektronische displays om pixels van helder rood licht te produceren.

Zeldzame aardelementen spelen een essentiële ondersteunende rol bij de vervaardiging van elektronische componenten. Oplaadbare batterijen gebruiken verbindingen van nikkel en lanthaan om de efficiëntie van de elektrische energieopslag te maximaliseren. Gespecialiseerde lenzen gemaakt met lutetium worden gebruikt bij het maken van geïntegreerde schakelingen met hoge dichtheid. Glasvezelkabels die het zeldzame aarde-erbium bevatten, dragen lasersignalen over lange afstanden.

Radioactieve vormen van de zeldzame aardelementen samarium en yttrium worden gebruikt in verbindingen die kanker bestrijden. De samarium-153-isotoop zendt bètastraling uit die botkankercellen doodt en pijn helpt verlichten. Yttrium-90, een ander radioactief element, is nuttig bij de behandeling van leverkanker.