SunSirs: China logra un gran avance en la investigación de tierras raras

Recientemente, un único "capa de conversión de energía" fue diseñado para los nanocristales de tierras raras por el equipo del profesor asociado Han Sanyang del Instituto Internacional de Graduados de Shenzhen de la Universidad de Tsinghua, en colaboración con el profesor Xu Hui y el profesor Han Chunmiao de la Universidad de Heilongjiang y el profesor Liu Xiaogang de la Universidad Nacional de Singapur. Este diseño innovador es capaz de transferir eficientemente energía a la interfaz molecular orgánica de nanocristales de tierras raras, ofreciendo un nuevo avance para resolver los desafíos de investigación y aplicación en dispositivos emisores de luz excitados eléctricamente.

Se informa que los resultados de la investigación anteriores se publican en línea bajo el título de "Capture of electrically generated excitons for tunable rare-earth upconversion" en la revista académica internacional Nature.

Nuevo breakthrough

Las nanopartículas de lantanoide de conversión ascendente tienen las ventajas innatas de colores de emisión ajustables, líneas espectrales de emisión estrechas y alta estabilidad de emisión, y al regular la composición de iones dopantes dentro de las nanopartículas, este sistema de material puede lograr la emisión multicolor en una amplia gama de colores, y por lo tanto se considera como un "estoque potencial" de materiales electroluminescentes. Sin embargo, las características aislantes de los materiales de tierras raras hacen que sea difícil inyectar corriente en ellos y transportar, por lo tanto, las nanopartículas de tierras raras también se denominan "piedra preciosa aislante" en materiales luminiscentes, y este cuello de botella "impulsado por corriente" dificulta la investigación y la aplicación de materiales de tierras raras en tecnología optoelectrónica moderna.

De acuerdo con múltiples informes de medios de comunicación como China News Service y People 's Daily Client, en respuesta a los desafíos anteriores, el equipo dirigido por Han San Yang, en colaboración con Xu Hui, el equipo dirigido por Han Chun Miao y el equipo dirigido por Liu Xiao Gang, emprendieron conjuntamente investigación e innovación. Abordaron con éxito los problemas centrales de la generación de excitones, transporte e inyección en la luminiscencia estimulada eléctricamente recubrimiento ingenioso de las nanopartículas de tierras raras con una "prenda exterior de conversión de energía" a través de la modificación de la superficie, empleando una estrategia híbrida orgánica-inorgánica para regular con precisión la estructura del nivel de energía, y utilizando la ingeniería de ligandos para asignar eficientemente la energía de excitones a los emisores de iones de lantanoide luminescentes. Esto logró una alta pureza de color y luminiscencia estimulada eléctricamente eficiente ajustable espectralmente.

"La importancia de este logro radica no solo en ' potenciar ' los materiales de tierras raras, sino también en abrir la puerta a su aplicación en la tecnología optoelectrónica moderna ", dijo Han. Múltiples resultados experimentales muestran que este logro tiene el potencial en varias bandas de onda de emisión estimulada eléctricamente, especialmente en alta resolución, pantalla de color amplio y tecnología de infrarrojos cercanos, donde la emisión multicolor se puede lograr sin cambios significativos en la estructura del dispositivo, simplemente regulando los iones de tierras raras.

Se informa que este logro no solo promoverá la aplicación de la luminiscencia de tierras raras en pantallas flexibles, dispositivos de infrarrojos cercanos y otros campos, sino que también tiene el potencial de ser aplicado a la monitorización de la salud humana, detección no invasiva y el desarrollo de tecnología de luz de cultivos.

Las instituciones son optimistas sobre la cadena de la industria de tierras raras.

En el mercado secundario, las acciones de tierras raras se han ajustado recientemente en línea con el mercado más amplio. Sin embargo, las instituciones de investigación de valores siguen siendo optimistas sobre las perspectivas a medio y largo plazo para el sector de tierras raras.

China es el mayor productor, consumidor y proveedor de recursos de tierras raras del mundo, y tiene la ventaja de toda la cadena industrial de tierras raras. Entre ellos, según los datos de USGS, las reservas de recursos de tierras raras de China representan aproximadamente el 40% del mundo, y la distribución de tierras raras pesadas y ligeras es pesada del sur y ligera del norte, y China tiene un valor más abundante y estratégico de recursos de tierras raras medianas y pesadas; la producción de minas de tierras raras de China representa aproximadamente el 70% del mundo. Además, las ventajas de la fundición y separación de tierras raras de China y la capacidad de procesamiento de materiales magnéticos son más prominentes, y también es el único país del mundo con un diseño de cadena industrial entera.

El informe de investigación reciente publicado por China Securities Building señala que las tierras raras tienen excelentes propiedades magnéticas, ópticas y eléctricas que no pueden ser reemplazadas. Juegan un papel importante en la mejora del rendimiento del producto, el aumento de la variedad de productos y la mejora de la eficiencia de la producción, y son ampliamente utilizados en metalurgia, militar, petroquímica, vidrio-cerámica, agricultura y nuevos materiales. Antes de 2000, los principales sectores de consumo eran maquinaria, metalurgia y petroquímicos; sin embargo, después de entrar en el siglo XXI, la tecnología de materiales de tierras raras ha estado avanzando rápidamente, y los imanes permanentes, el pulido, la iluminación, el catalizador y los materiales de almacenamiento de hidrógeno han comenzado a surgir y desarrollarse rápidamente.

Los imanes permanentes de tierras raras son el mayor consumidor de tierras raras y mantienen un crecimiento de alta velocidad. Los materiales de imán permanente de tierras raras de neodimio-hierro - boro son la tercera generación de materiales de imán permanente, que actualmente son el mejor rendimiento magnético y el rendimiento más completo de los materiales magnéticos, y se conocen como el rey del magnetismo en los tiempos modernos. Tiene muchas ventajas, como alta fuerza coercitiva, alto producto de energía magnética, pequeño volumen, baja dificultad de procesamiento, etc. En la actualidad, se utiliza ampliamente en vehículos de nueva energía, electrodomésticos de ahorro de energía, electrónica de consumo, aplicaciones industriales, generación de energía eólica y otros campos.

Los vehículos de nueva energía son el sector más obvio que impulsa la demanda de materiales de neodimio-hierro - boro de alto rendimiento, con una demanda futura que se espera que represente aproximadamente el 50%. Los materiales magnéticos permanentes de neodimio-hierro - boro son los materiales de fabricación principales para los motores de accionamiento magnético permanente en los vehículos de nueva energía. Se espera que la producción mundial de vehículos de nueva energía aumente a más de 26 millones de unidades para 2026, lo que corresponde a una demanda de materiales magnéticos permanentes de neodimio-hierro - boro de 66.000 toneladas. La demanda de neodimio-hierro - boro en el sector automotriz se acercará a las 80,000 toneladas, lo que lo convierte en la mayor fuente de demanda de materiales de neodimio-hierro - boro de alto rendimiento y representa aproximadamente un tercio de la demanda total de materiales magnéticos de alto rendimiento. El sector de vehículos de nueva energía se convertirá en la demanda más vigorosa de materiales magnéticos permanentes de neodimio-hierro - boro de alto rendimiento.

Los robots humanoides tienen aproximadamente 30 articulaciones, y el motor es el componente central de la articulación, que tiene altos requisitos para el motor, que requiere un volumen pequeño, gran par y respuesta rápida. Entre ellos, el rendimiento de los materiales magnéticos determina el tamaño de la fuerza de salida conjunta y el rendimiento de funcionamiento, por lo que se necesitan materiales magnéticos de tierras raras de alto rendimiento, y se espera que la cantidad de materiales magnéticos permanentes de tierras raras utilizados en un solo robot humanoide sea de 2 - 3 kg. El informe financiero del tercer trimestre de Tesla en 2025 declaró que se espera que el Optimus V3 se lance en el primer trimestre de 2026, y que la línea de producción de un millón de unidades se construirá a finales de año. Mirando a largo plazo, el mercado de robots humanoides puede llegar a cientos de millones de unidades, y la cantidad de materiales magnéticos necesarios para un solo robot humanoide no es menor que un nuevo vehículo de energía, lo que abrirá en gran medida el techo de demanda de materiales magnéticos de tierras raras en el futuro.

China Securities Building Investment dijo que se espera que la demanda de materiales magnéticos de neodimio-hierro - boro de alto rendimiento alcance las 212.000 toneladas en 2027, con un CAGR del 13%, debido al rápido crecimiento en los campos de los vehículos de nueva energía, motores de ahorro de energía y generación de energía eólica.

Xiangcai Securities emitió recientemente un informe de investigación, manteniendo la calificación de "agregación " para la industria de imanes de tierras raras La firma de valores señaló que, por un lado, la preferencia general por el riesgo está disminuyendo y la flexibilización de las políticas de exportación de tierras raras sigue presionando sobre la alta valoración del sector. Sin embargo, con la suspensión de los controles de exportación de tierras raras, la mejora de la demanda de exportación y la expectativa de un lado de la oferta apretada, se espera que continúe la tendencia de recuperación de los precios y la prosperidad. A corto plazo, tras el ajuste del desempeño del sector, se espera que entre en un estado fluctuante. En primer lugar, continúe centrándose en las compañías de recursos de tierras raras aguas arriba. Por un lado, el fortalecimiento de las expectativas de contracción de la oferta y el posicionamiento de valor estratégico, por otro lado, se espera que el apoyo traído por la llegada del pico de demanda a mediano plazo beneficie la reparación de ganancias y la prima de valoración de las compañías relacionadas con los recursos de tierras raras. En segundo lugar, a medida que continúa la tendencia de recuperación de los precios de las tierras raras, se espera que las ganancias de las empresas de materiales magnéticos aguas abajo continúen recuperándose.

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