Apa itu Rare Earth?

Apa itu Rare Earth?

Hanya sedikit dari kita yang pernah mendengar unsur tanah jarang. Tanah jarang adalah serangkaian elemen kimia yang ditemukan di kerak bumi yang penting bagi banyak teknologi modern, termasuk elektronik konsumen, komputer dan jaringan, komunikasi, energi bersih, transportasi canggih, perawatan kesehatan, mitigasi lingkungan, pertahanan nasional, dan banyak lainnya.

Karena sifat magnetik, bercahaya, dan elektrokimia yang unik, elemen-elemen ini membantu membuat banyak teknologi bekerja dengan penurunan bobot, pengurangan emisi, dan konsumsi energi; atau memberi mereka efisiensi, kinerja, miniaturisasi, kecepatan, daya tahan, dan stabilitas termal yang lebih besar.

Sejarah
Kelompok logam ini pertama kali ditemukan pada tahun 1787 oleh seorang letnan angkatan bersenjata Swedia bernama Karl Axel Arrhenius. Ia mengumpulkan mineral hitam ytterbit dari penambangan feldspar dan quartz kuarsa di dekat Desa Ytterby, Swedia.  Kemudian, mineral ini berhasil dipisahkan oleh J. Gadoli pada tahun 1794, dengan memperoleh mineral Ytterbit. Selanjutnya, nama mineral tersebut diganti menjadi gadolinit pada tahun 1800.

Penemuan unsur baru ini, tentunya memicu penelitian yang membuahkan penemuan unsur-unsur logam tanah jarang lain.

  • Tahun 1804 Klaproth dan rekan-rekannya menemukan seria yang merupakan bentuk oksida dari Serium.
  • Tahun 1828, Belzerius memperoleh mineral thoria dari mineral thorit
  • Tahun 1842 Mosander memisahkan senyawa bernama yttria menjadi tiga macam unsur melalui pengendapan fraksional menggunakan asam oksalat dan hidroksida. Unsur tersebut adalah Yttria, Terbia dan Erbia. Sehingga, pada tahun 1842, ada 6 logam tanah jarang yang telah ditemukan, yaitu yttrium, cerium, lanthanum, didymium, erbium dan terbium.
  • Tahun 1879, berkat petunjuk Marc Delafontaine, Paul Émile Lecoq de Boisbaudran mampu memperoleh samarium dari mineral samarskit.
  • Tahun 1885, Welsbach memisahkan praseodimium dan neodimium yang terdapat pada samarium
  • Tahun 1886, Boisbaudran memperoleh gadolinium dari mineral Ytterbia yang diperoleh J.C.G de Marignac tahun 1880
  • Pada 1907 dari Ytterbia yang diperoleh Jean Charles Galissard de Marignac, de Boisbaudran mampu memisahkan senyawa tersebut menjadi Neoytterium dan Lutesium. P.T. Cleve mampu memisahkan tiga unsur dari erbia dan terbia yang dimiliki Marignac. Ia memperoleh Erbium, Holminium dan Thulium. L. De Boisbaudran, mampu memperoleh unsur lain bernama Disporsium.

Aplikasi logam tanah jarang
Logam tanah jarang telah banyak digunakan pada berbagai macam produk. Penggunaan logam tanah jarang ini memicu berkembangnya material baru. Material baru dengan menggunakan Logam Tanah Jarang memberikan perkembangan teknologi yang cukup signifikan dalam ilmu material. Perkembangan material ini banyak diaplikasikan di dalam industri untuk meningkatkan kualitas produk mereka. Contoh perkembangan yang terjadi pada magnet. Logam Tanah Jarang mampu menghasilkan neomagnet, yaitu magnet yang memiliki medan magnet yang lebih baik daripada magnet biasa. Sehingga memungkinkan munculnya perkembangan teknologi berupa penurunan berat dan volume speaker yang ada. Memungkinkan munculnya dinamo yang lebih kuat sehingga mampu mengerakkan mobil. Sehingga dengan adanya logam tanah jarang, memungkinkan munculnya mobil bertenaga listrik yang dapat digunakan untuk perjalanan jauh. Oleh karenanya mobil hybrid mulai marak dikembangkan.

Dalam aplikasi metalurgi, penambahan logam tanah jarang digunakan dalam pembuatan Baja High Strength, low alloy (HSLA), baja karbon tinggi, superalloy, stainless steel. Karena logam tanah jarang memiliki kemampuan untuk meningkatkan kemampuan material berupa kekuatan, kekerasan dan peningkatan ketahanan terhadap panas. Contohnya pada penambahan logam tanah jarang dalam bentuk additif atau alloy pada paduan magnesiaum dan alumunium, maka kekuatan dan kekerasan paduan tersebut akan meningkat dengan signifikan.

Pemanfaatan logam tanah jarang yang lain berupa mobil hibrida dan listrik, lampu neon, layar plasma, komputer portabel, perangkat elektronik genggam, generator tenaga angin, dan perangkat optik dan medis. Beberapa elemen tanah jarang adalah unsur penting dari konverter katalitik pengontrol polusi otomotif dan katalis perengkahan fluida minyak bumi. Elemen tanah jarang memiliki berbagai aplikasi pertahanan; mereka digunakan dalam amunisi berpemandu presisi (misil dan bom pintar), laser, komunikasi satelit, mesin jet tempur dan sistem radar.

Ada 17 elemen yang dianggap elemen tanah langka — 15 elemen dalam seri lantanida dan dua elemen tambahan yang memiliki sifat kimia yang serupa. Mereka terdaftar di bawah ini dalam urutan nomor atom (Z):

Skandium atau Sc (21)

Skandium, logam putih keperakan, adalah tanah jarang non-lantanida. Ini digunakan di banyak produk konsumen populer, seperti televisi dan lampu neon atau lampu hemat energi. Dalam industri, penggunaan utama skandium adalah untuk memperkuat senyawa logam. Satu-satunya sumber skandium terkonsentrasi saat ini dikenal dalam mineral langka seperti thortveitite, euxenite, dan gadolinite dari Skandinavia dan Madagaskar.

Itrium atau Y (39)

Itrium adalah unsur tanah jarang non-lantanida yang digunakan dalam banyak aplikasi penting, seperti superkonduktor, laser berdenyut kuat, obat-obatan perawatan kanker, obat-obatan rheumatoid arthritis, dan persediaan bedah. Logam keperakan, juga digunakan di banyak produk konsumen populer, seperti televisi berwarna dan lensa kamera.

Lanthanum or La (57)

Logam perak-putih ini adalah salah satu unsur tanah jarang yang paling reaktif. Ini digunakan untuk membuat kacamata optik khusus, termasuk kaca penyerap inframerah, kamera dan lensa teleskop, dan juga dapat digunakan untuk membuat baja lebih mudah dibentuk. Aplikasi lain untuk lantanum termasuk pengolahan air limbah dan pemurnian minyak bumi.

Cerium or Ce (58)

Dinamai untuk dewi pertanian Romawi, Ceres, cerium adalah logam putih keperakan yang mudah teroksidasi di udara. Ini adalah unsur tanah langka yang paling melimpah dan memiliki banyak kegunaan. Sebagai contoh, cerium oxide digunakan sebagai katalis dalam catalytic converter dalam sistem pembuangan otomotif untuk mengurangi emisi, dan sangat diinginkan untuk pemolesan kaca presisi. Cerium juga dapat digunakan pada besi, magnesium dan paduan aluminium, magnet, jenis elektroda tertentu, dan pencahayaan busur karbon.

Praseodymium atau Pr (59)

Logam lunak berwarna keperakan ini pertama kali digunakan untuk membuat noda kuning-oranye untuk keramik. Meskipun masih digunakan untuk mewarnai kacamata dan batu permata jenis tertentu, praseodymium terutama digunakan pada magnet tanah jarang. Ini juga dapat ditemukan dalam aplikasi yang beragam seperti membuat logam berkekuatan tinggi yang ditemukan di mesin pesawat terbang dan di batu api untuk memulai kebakaran.

Neodymium atau Nd (60)

Neodymium logam lunak, perak, digunakan dengan praseodymium untuk membuat beberapa magnet permanen terkuat yang ada. Magnet semacam itu ditemukan di sebagian besar kendaraan dan pesawat modern, serta elektronik konsumen yang populer seperti headphone, mikrofon, dan disk komputer. Neodymium juga digunakan untuk membuat laser inframerah bertenaga tinggi untuk aplikasi industri dan pertahanan.

Promethium or Pm (61)

Meskipun pencarian unsur dengan nomor atom 61 dimulai pada tahun 1902, baru pada tahun 1947 para ilmuwan secara meyakinkan menghasilkan dan mengkarakterisasi promethium, yang dinamai sesuai dengan karakter dalam mitologi Yunani. Ini adalah satu-satunya unsur tanah jarang radioaktif alami, dan hampir semua promethium di kerak bumi telah lama membusuk menjadi unsur-unsur lain. Saat ini, sebagian besar dibuat secara buatan, dan digunakan dalam arloji, alat pacu jantung, dan dalam penelitian ilmiah.

Samarium atau Sm (62)

Logam keperakan ini dapat digunakan dalam beberapa cara vital. Pertama, itu adalah bagian dari magnet yang sangat kuat yang digunakan dalam banyak transportasi, pertahanan, dan teknologi komersial. Kedua, bersamaan dengan senyawa lain untuk pengobatan radiasi intravena dapat membunuh sel kanker dan digunakan untuk mengobati paru-paru, prostat, payudara dan beberapa bentuk kanker tulang. Karena ini merupakan penyerap neutron yang stabil, samarium digunakan untuk mengendalikan batang reaktor nuklir, berkontribusi pada penggunaannya yang aman.

Europium atau Uni Eropa (63)

Dinamai untuk benua Eropa, europium adalah logam keras yang digunakan untuk membuat cahaya tampak dalam lampu neon kompak dan dalam tampilan warna. Europium fosfor membantu membawa warna merah terang ke layar warna dan membantu mendorong popularitas generasi awal televisi berwarna. Dengan tepat, ini digunakan untuk membuat tanda fosfor khusus pada uang kertas Euro yang mencegah pemalsuan.

Gadolinium atau Gd (64)

Gadolinium memiliki sifat khusus yang membuatnya sangat cocok untuk fungsi-fungsi penting, seperti melindungi reaktor nuklir dan radiografi neutron. Ini dapat menargetkan tumor dalam terapi neuron dan dapat meningkatkan magnetic resonance imaging (MRI), membantu dalam pengobatan dan diagnosis kanker. Sinar-X dan tes kepadatan tulang juga dapat menggunakan gadolinium, menjadikan unsur tanah jarang ini sebagai kontributor utama solusi perawatan kesehatan modern.

Terbium atau Tb (65)

Logam tanah jarang berwarna keperakan ini begitu lunak hingga dapat dipotong dengan pisau. Terbium sering digunakan dalam pencahayaan fluoresens kompak, menampilkan warna, dan sebagai tambahan untuk magnet tanah jarang permanen agar memungkinkan mereka berfungsi lebih baik di bawah suhu yang lebih tinggi. Ini dapat ditemukan dalam sel bahan bakar yang dirancang untuk beroperasi pada suhu tinggi, di beberapa perangkat elektronik dan dalam sistem sonar angkatan laut. Ditemukan pada tahun 1843, terbium dalam bentuk paduannya memiliki hambatan magnet tertinggi dari setiap zat semacam itu, yang berarti ia berubah bentuk karena magnetisasi lebih dari paduan lainnya. Properti ini menjadikan terbium komponen vital Terfenol-D, yang memiliki banyak kegunaan penting dalam teknologi pertahanan dan komersial.

Disprosium atau Dy (66)

Logam lunak, perak, disprosium lainnya memiliki salah satu kekuatan magnet tertinggi dari unsur-unsur tersebut, hanya cocok dengan holmium. Dysprosium sering ditambahkan ke magnet tanah jarang permanen untuk membantu mereka beroperasi lebih efisien pada suhu yang lebih tinggi. Laser dan pencahayaan komersial dapat menggunakan disprosium, yang juga dapat digunakan untuk membuat disk komputer keras dan elektronik lainnya yang memerlukan sifat magnetik tertentu. Disprosium juga dapat digunakan dalam reaktor nuklir dan kendaraan modern yang hemat energi.

Holmium atau Ho (67)

Holmium ditemukan pada tahun 1878 dan dinamai untuk kota Stockholm. Bersamaan dengan dysprosium, holmium memiliki sifat magnetik yang luar biasa. Faktanya, beberapa medan magnet buatan terkuat adalah hasil dari konsentrator fluks magnetik yang dibuat dengan paduan holmium. Selain memberikan pewarnaan pada zirkonia kubik dan kaca, holmium dapat digunakan dalam batang kendali nuklir dan peralatan gelombang mikro.

Erbium atau Er (68)

Rare Earth lain dengan aplikasi nuklir, erbium dapat ditemukan di batang kontrol penyerap neutron. Ini adalah komponen kunci dari sistem komunikasi serat optik berkinerja tinggi, dan juga dapat digunakan untuk memberi warna merah muda pada kaca dan material lainnya, yang memiliki tujuan estetika dan industri. Erbium juga dapat membantu membuat laser, termasuk beberapa yang digunakan untuk tujuan medis.

Thulium atau Tm (69)

Logam abu-abu keperakan, thulium adalah salah satu dari tanah langka yang paling langka. Isotopnya banyak digunakan sebagai perangkat radiasi sinar-X portabel, menjadikan thulium sebagai bahan yang sangat berguna. Thulium juga merupakan komponen dari laser yang sangat efisien dengan berbagai kegunaan dalam pertahanan, kedokteran dan meteorologi.

Ytterbium or Yb (70)

Elemen ini, dinamai untuk sebuah desa di Swedia yang terkait dengan penemuannya, memiliki beberapa kegunaan penting dalam perawatan kesehatan, termasuk dalam perawatan kanker tertentu. Ytterbium juga dapat meningkatkan stainless steel dan digunakan untuk memantau efek gempa bumi dan ledakan di tanah.

Lutetium atau Lu (71)

Unsur tanah jarang yang terakhir (sesuai dengan nomor atomnya) memiliki beberapa kegunaan yang menarik. Misalnya, isotop lutetium dapat membantu mengungkap usia benda purba, seperti meteorit. Ini juga memiliki aplikasi yang terkait dengan pemurnian minyak bumi dan positron emisi tomografi. Secara eksperimental, isotop lutetium telah digunakan untuk menargetkan jenis tumor tertentu.

Secara kolektif, elemen tanah jarang berkontribusi pada teknologi vital yang kita andalkan saat ini untuk keselamatan, kesehatan, dan kenyamanan. Semua elemen tanah jarang berkontribusi pada kemajuan teknologi modern dan penemuan yang menjanjikan belum datang.

You may also like...

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *