Δημήτριο, στοιχείο 58 του περιοδικού πίνακα.
Δημήτριοείναι το πιο άφθονο μέταλλο σπάνιων γαιών και μαζί με το στοιχείο υττρίου που ανακαλύφθηκε προηγουμένως, ανοίγει την πόρτα στην ανακάλυψη άλλωνσπάνια γηστοιχεία.
Το 1803, ο Γερμανός επιστήμονας Klaprott βρήκε ένα νέο στοιχείο οξείδιο σε μια κόκκινη βαριά πέτρα που παρήχθη στη μικρή σουηδική πόλη Vastras, η οποία φαινόταν ώχρα όταν καιγόταν. Την ίδια εποχή, οι Σουηδοί χημικοί Bezilius και Hissinger βρήκαν επίσης το οξείδιο του ίδιου στοιχείου στο μετάλλευμα. Μέχρι το 1875, οι άνθρωποι λάμβαναν μεταλλικό δημήτριο από τηγμένο οξείδιο του δημητρίου με ηλεκτρόλυση.
Μέταλλο δημήτριοείναι πολύ ενεργό και μπορεί να καεί για να σχηματίσει κονιοποιημένο οξείδιο δημητρίου. Το κράμα σιδήρου δημητρίου αναμεμειγμένο με άλλα στοιχεία σπάνιων γαιών μπορεί να παράγει όμορφους σπινθήρες κατά το τρίψιμο σε σκληρά αντικείμενα, αναφλέγοντας τα γύρω εύφλεκτα υλικά και είναι βασικό υλικό σε συσκευές ανάφλεξης όπως αναπτήρες και μπουζί. Θα καεί επίσης, συνοδευόμενο από όμορφους σπινθήρες, προσθήκη σιδήρου και άλλης λανθανίδης, μόνο και μόνο για να ενισχύσει την επίδραση αυτών των σπινθήρων. Ένα πλέγμα κατασκευασμένο από δημήτριο ή εμποτισμένο με άλατα δημητρίου μπορεί να αυξήσει την αποτελεσματικότητα της καύσης του καυσίμου και να γίνει ένα πολύ εξαιρετικό βοήθημα καύσης, το οποίο μπορεί να εξοικονομήσει καύσιμο. Το δημήτριο είναι επίσης ένα καλό πρόσθετο γυαλιού, το οποίο μπορεί να απορροφήσει τις υπεριώδεις και υπέρυθρες ακτίνες, και χρησιμοποιείται ευρέως στο γυαλί αυτοκινήτου. Μπορεί όχι μόνο να αποτρέψει τις υπεριώδεις ακτίνες, αλλά και να μειώσει τη θερμοκρασία στο αυτοκίνητο, εξοικονομώντας ηλεκτρική ενέργεια για τον κλιματισμό.
Περισσότερες εφαρμογές του δημητρίου βασίζονται στη μετατροπή μεταξύ τρισθενούς δημητρίου και τετρασθενούς δημητρίου, τα οποία έχουν πολύ μοναδικές ιδιότητες σε μέταλλα σπάνιων γαιών. Αυτό το χαρακτηριστικό επιτρέπει στο δημήτριο να αποθηκεύει και να απελευθερώνει αποτελεσματικά οξυγόνο, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε κυψέλες καυσίμου στερεού οξειδίου για να καταλύσει το οξειδοαναγωγικό οξύ, λαμβάνοντας έτσι την κατευθυντική κίνηση των ηλεκτρονίων για να σχηματίσουν ρεύμα. Οι ζεόλιθοι εμποτισμένοι με δημήτριο και λανθάνιο μπορούν να χρησιμεύσουν ως καταλύτες για την πυρόλυση του πετρελαίου κατά τη διαδικασία εξευγενισμού. Η χρήση οξειδίου του δημητρίου και πολύτιμων μετάλλων σε τριμερείς καταλυτικούς μετατροπείς αυτοκινήτων μπορεί να μετατρέψει τα επιβλαβή αέρια καυσίμου σε άζωτο, διοξείδιο του άνθρακα και νερό χωρίς ρύπανση, αποτρέποντας αποτελεσματικά μεγάλη ποσότητα εκπομπών καυσαερίων αυτοκινήτων. Λόγω της ικανότητάς του να απορροφά οξυγόνο, οι άνθρωποι διερευνούν επίσης πώς να χρησιμοποιήσουν τα νανοσωματίδια οξειδίου του δημητρίου στην αντιοξειδωτική θεραπεία. Ένα σύστημα λέιζερ στερεάς κατάστασης που αναπτύχθηκε από τις Ηνωμένες Πολιτείες περιέχει δημήτριο, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ανίχνευση βιολογικών όπλων παρακολουθώντας τη συγκέντρωση της τρυπτοφάνης και μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για ιατρική ανίχνευση.
Λόγω των μοναδικών φωτοφυσικών ιδιοτήτων του, το δημήτριο είναι επίσης ένας πολύ σημαντικός καταλύτης, που κάνει φθηνόΟξείδιο του δημητρίου (IV).που ευνοείται από επιστήμονες στον τομέα των καταλυτών. Στις 27 Ιουλίου 2018, το περιοδικό Science δημοσίευσε ένα σημαντικό επιστημονικό ερευνητικό επίτευγμα από την ομάδα του Zuo Zhiwei από τη Σχολή Επιστήμης και Τεχνολογίας Υλικών του Πανεπιστημίου ShanghaiTech – προωθώντας τη μετατροπή του μεθανίου με το φως. Το κλειδί στη διαδικασία μετατροπής είναι να βρεθεί ένα φτηνό και αποτελεσματικό συνεργιστικό σύστημα κατάλυσης καταλύτη με βάση το δημήτριο και καταλύτη αλκοόλης, το οποίο λύνει αποτελεσματικά το επιστημονικό πρόβλημα της χρήσης φωτεινής ενέργειας για τη μετατροπή του μεθανίου σε υγρά προϊόντα σε θερμοκρασία δωματίου σε ένα βήμα. νέα, οικονομική και φιλική προς το περιβάλλον λύση για τη μετατροπή του μεθανίου σε χημικά προϊόντα υψηλής προστιθέμενης αξίας, όπως το προωθητικό καύσιμο πυραύλων.
Ώρα δημοσίευσης: Αύγ-01-2023