稀土作为不可再生的战略资源(新材料的宝库),是高技术和尖端材料不可替代的重要组成部分。伴随着微纳米技术的诞生,微纳米材料由于其体积效应、表面效应、量子尺寸、量子隧道和介电限域效应,为新型稀土功能材料的研发提供了启发,也为稀土材料及其产业发展提供了新的机遇。然而,微纳米材料苛刻的合成方法和条件也限制了稀土微纳米材料的应用,例如需要高温、高压、表面活性剂存在和二次反应等。因此,如何通过更加简易、绿色合成方法,合成出形貌均一、可控的稀土微纳米材料,是提升稀土材料性能,保障其多功能性应用的重要条件。
稀土元素中,由于Gd3+ 的4f层轨道有最高未成对电子数,具有高磁矩(7.94 μB)和强顺磁性,因而含钆有机物常用作医疗检测磁共振成像(MRI)造影剂。无机含钆微纳米材料,成分简单明确,钆离子不易析出,可在细胞中内化,适量使用,不会对细胞活力产生明显影响或诱导内化后的毒性,常用作发光材料基质,在生物成像、药物传递、光学和磁共振成像、红外传感器和固态照明等领域具有潜在的应用前景。
同时,多年的研究表明,含钆微纳米粒子的晶体结构、尺寸和形态对材料的光学性能、生物活性和MRI示踪方面具有较为重要的影响,因此,本课题组重点研究含钆稀土微纳米粒自的形貌调控合成,进一步探索其形貌的结构-效应关系,筛选并获得可用于发光、MRI示踪骨材料领域的良好含钆微纳米材料。