SunSirs: China alcança grande avanço na pesquisa de terras raras

Recentemente, um único "capa de conversão de energia " foi projetado para nanocristais de terras raras pela equipe do Professor Associado Han Sanyang do Instituto Internacional de Pós-Graduação de Shenzhen da Universidade de Tsinghua, em colaboração com o Professor Xu Hui e o Professor Han Chunmiao da Universidade de Heilongjiang e o Professor Liu Xiaogang da Universidade Nacional de Cingapura. Este design inovador é capaz de transferir eficientemente energia para a interface molecular orgânica de nanocristais de terras raras, oferecendo um novo avanço para resolver desafios de pesquisa e aplicação em dispositivos emissores de luz eletricamente excitados.

É relatado que os resultados da pesquisa acima são publicados on-line sob o título de "Capture of electrically generated excitons for tunable rare-earth upconversion" na revista acadêmica internacional Nature.

Novo breakthrough

As nanopartículas de conversão ascendente de lantânio têm as vantagens inatas de cores de emissão ajustáveis, linhas espectrais de emissão estreitas e alta estabilidade de emissão, e regulando a composição dos íons dopantes dentro das nanopartículas, este sistema de material pode alcançar emissão multicolor em uma ampla gama de cores, e assim é considerado como um "estoque potencial" de materiais eletroluminescentes. No entanto, as características isolantes dos materiais de terras raras tornam difícil que a corrente seja injetada neles e transportada, assim, as nanopartículas de terras raras também são referidas como a "pedra preciosa isolante" em materiais luminescentes, e este gargalo "conduzido pela corrente" dificulta a pesquisa e a aplicação de materiais de terras raras na tecnologia optoeletrônica moderna.

De acordo com múltiplos relatórios de meios de comunicação, como o China News Service e o People 's Daily Client, em resposta aos desafios acima, a equipe liderada por Han San Yang, em colaboração com Xu Hui, a equipe liderada por Han Chun Miao e a equipe liderada por Liu Xiao Gang, realizaram conjuntamente pesquisa e inovação. Eles abordaram com sucesso as questões centrais da geração de excitões, transporte e injeção em luminescência eletricamente estimulada, revestidos engenhosamente as nanopartículas de terras raras com uma "vestuário externo de conversão de energia" através da modificação da superfície, empregando uma estratégia híbrida orgânica-inorgânica para regular com precisão a estrutura do nível de energia e utilizando a engenharia de ligantes para alocar eficientemente a energia de excitões para os emissores de íons de lantânio luminescentes. Isso alcançou alta pureza de cor e luminescência eletricamente estimulada eficiente, ajustável espectralmente.

"O significado desta conquista reside não só em ' potenciar ' materiais de terras raras, mas também em abrir a porta para sua aplicação na tecnologia optoeletrônica moderna ", disse Han. Resultados experimentais múltiplos mostram que esta conquista tem o potencial em várias bandas de onda de emissão eletricamente estimulada, especialmente em alta resolução, exibição de cores largas e tecnologia de infravermelho próximo, onde a emissão multicolor pode ser alcançada sem alterações significativas na estrutura do dispositivo, simplesmente regulando os íons de terras raras.

Esta conquista não só promoverá a aplicação de luminescência de terras raras em exibição flexível, dispositivos de infravermelho próximo e outros campos, mas também tem o potencial de ser aplicada ao monitoramento da saúde humana, detecção não invasiva e desenvolvimento de tecnologia de luz de culturas.

As estão otimistas sobre a cadeia da indústria de terras raras.

No mercado secundário, as ações de terras raras recentemente se ajustaram em linha com o mercado mais amplo. No entanto, as de pesquisa de valores mobiliários ainda são otimistas sobre as perspectivas de médio e longo prazo para o setor de terras raras.

A China é o maior produtor, consumidor e fornecedor de recursos de terras raras do mundo, e tem a vantagem de toda a cadeia da indústria de terras raras. Entre eles, de acordo com os dados do USGS, as reservas de recursos de terras raras da China representam cerca de 40% do mundo, e a distribuição de terras raras pesadas e leves é pesada do sul e norte leve, e a China tem um valor mais abundante e estratégico de recursos de terras raras médias e pesadas; a produção de minas de terras raras da China representa cerca de 70% do mundo. Além disso, as vantagens da fundição e separação de terras raras da China e da capacidade de processamento de materiais magnéticos são mais proeminentes, e também é o único país do mundo com um layout de cadeia industrial inteira.

O recente relatório de pesquisa divulgado pela China Securities Building aponta que as terras raras têm excelentes propriedades magnéticas, ópticas e elétricas que não podem ser substituídas. Eles desempenham um papel enorme na melhoria do desempenho do produto, aumentar a variedade de produtos e melhorar a eficiência da produção, e são amplamente utilizados na metalurgia, militar, petroquímica, vidro-cerâmico, agricultura e novos materiais. Antes de 2000, os principais setores de consumo eram maquinaria, metalurgia e petroquímicos; no entanto, depois de entrar no século 21, a tecnologia de materiais de terras raras tem vindo a avançar rapidamente, e ímãs permanentes, polimento, iluminação, catalisadores e materiais de armazenamento de hidrogênio começaram a emergir e se desenvolver rapidamente.

Os ímãs permanentes de terras raras são o maior consumidor de terras raras e mantêm um crescimento de alta velocidade. Os materiais magnéticos permanentes de terras raras de neodímio-ferro - boro são a terceira geração de materiais magnéticos permanentes, que são atualmente o melhor desempenho magnético e o desempenho mais abrangente dos materiais magnéticos, e são conhecidos como o rei do magnetismo nos tempos modernos. Tem muitas vantagens, como alta força coerciva, alto produto de energia magnética, pequeno volume, baixa dificuldade de processamento, etc. Atualmente, é amplamente utilizado em veículos de nova energia, eletrodomésticos de economia de energia, eletrônicos de consumo, aplicações industriais, geração de energia eólica e outros campos.

Os veículos de energia nova são o setor mais óbvio que impulsiona a demanda por materiais de neodímio-ferro - boro de alto desempenho, com demanda futura prevista para representar cerca de 50%. Os materiais magnéticos permanentes de neodímio-ferro - boro são os materiais de fabricação principais para os motores de acionamento magnético permanente em veículos de nova energia. Espera-se que a produção global de veículos de nova energia aumente para mais de 26 milhões de unidades até 2026, correspondendo a uma demanda de materiais magnéticos permanentes de neodímio-ferro - boro de 66.000 toneladas. A demanda por neodímio-ferro - boro no setor automotivo se aproximará de 80.000 toneladas, tornando-se a maior fonte de demanda de materiais de neodímio-ferro - boro de alto desempenho e representando cerca de um terço da demanda total de materiais magnéticos de alto desempenho. O setor de veículos de nova energia se tornará a demanda a jusante mais vigorosa por materiais magnéticos permanentes de neodímio-ferro - boro de alto desempenho.

Os robôs humanoides têm cerca de 30 articulações, e o motor é o componente principal da articulação, o que tem altos requisitos para o motor, exigindo um pequeno volume, grande torque e resposta rápida. Entre eles, o desempenho dos materiais magnéticos determina o tamanho da força de saída conjunta e o desempenho de, portanto, são necessários materiais magnéticos de terras raras de alto desempenho, e a quantidade de materiais magnéticos permanentes de terras raras usados em um único robô humanoide deve ser de 2 - 3 kg. O relatório financeiro do terceiro trimestre da Tesla em 2025 afirmou que o Optimus V3 deve ser lançado no primeiro trimestre de 2026, e a linha de produção de um milhão será construída no final do ano. Olhando para o longo prazo, o mercado de robôs humanoides pode chegar a centenas de milhões de unidades, e a quantidade de materiais magnéticos necessários para um único robô humanoide não é inferior a um veículo de nova energia, o que abrirá muito o teto da demanda de materiais magnéticos de terras raras no futuro.

A China Securities Construction Investment disse que a demanda por materiais magnéticos de neodímio-ferro - boro de alto desempenho deve chegar a 212.000 toneladas em 2027, com um CAGR de 13%, devido ao rápido crescimento nos campos de veículos de nova energia, motores de economia de energia e geração de energia eólica.

A Xiangcai Securities recentemente divulgou um relatório de pesquisa, mantendo a classificação "add" para a indústria de ímãs de terras raras. A empresa de valores mobiliários apontou que, por um lado, a preferência geral de risco está em declínio e a flexibilização das políticas de exportação de terras raras ainda pressão sobre a alta valorização do setor. No entanto, com a suspensão dos controles de exportação de terras raras, a melhoria da demanda de exportação e a expectativa de um lado da oferta apertada, espera-se que a tendência de recuperação de preços e prosperidade continue. No curto prazo, após o ajuste do desempenho do setor, espera-se que entre num estado flutuante. Em primeiro lugar, continuar a se concentrar nas empresas de recursos de terras raras a montante. Por um lado, o fortalecimento das expectativas de contração da oferta e posicionamento de valor estratégico, por outro lado, o apoio trazido pela chegada do pico de demanda de médio prazo deve beneficiar o prêmio de reparação de lucro e avaliação das empresas relacionadas de recursos de terras raras. Em segundo lugar, à medida que a tendência de recuperação dos preços das terras raras continua, o lucro das empresas de materiais magnéticos a jusante deve continuar a se recuperar.

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