أكسيد الغادولينيوم (III)

أكسيد الغادولينيوم (III) ₍ يُعرف قديماً باسم غادولينيا) هو مركب غير عضوي صيغته Gd₂O₃ . وهو أحد أكثر أشكال عنصر الغادولينيوم الأرضي النادر شيوعاً ^، وتُعد مشتقاته عوامل تباين محتملة للتصوير بالرنين المغناطيسي . ^{[ 2} _]

يتخذ أكسيد الغادولينيوم بنيتين. البنية المكعبة ( cI80 ، Ia3 ، رقم 206 ) مشابهة لبنية أكسيد المنغنيز (III) وأكاسيد اللانثانيدات الثلاثية الثقيلة. تتميز البنية المكعبة بنوعين من مواقع الغادولينيوم، لكل منهما عدد تنسيق 6 ولكن بهندسة تنسيق مختلفة. أما الشكل البلوري الثاني فهو أحادي الميل ( رمز بيرسون mS30، المجموعة الفراغية C2/m، رقم 12). ^{[ 3 ]} عند درجة حرارة الغرفة، تكون البنية المكعبة أكثر استقرارًا. يحدث التحول الطوري إلى البنية أحادية الميل عند 1200  درجة مئوية. فوق 2100  درجة مئوية وحتى نقطة الانصهار عند 2420  درجة مئوية، تسود البنية السداسية. ^{[ 4 ]}

يمكن تكوين أكسيد الغادولينيوم عن طريق التحلل الحراري للهيدروكسيد أو النترات أو الكربونات أو الأكسالات . ^{[ 5 ]} يتكون أكسيد الغادولينيوم على سطح معدن الغادولينيوم.

أكسيد الغادولينيوم أكسيد قاعدي إلى حد ما، ويتضح ذلك من تفاعله السريع مع ثاني أكسيد الكربون لإنتاج الكربونات. يذوب بسهولة في الأحماض المعدنية الشائعة، إلا أن الأكسالات والفلورايد والكبريتات والفوسفات غير قابلة للذوبان في الماء، وقد تغلف حبيبات الأكسيد، مما يمنع ذوبانه الكامل. ^{[ 6 ]}

تُعرف عدة طرق لتصنيع جسيمات أكسيد الغادولينيوم النانوية ، وتعتمد معظمها على ترسيب الهيدروكسيد من خلال تفاعل أيونات الغادولينيوم مع الهيدروكسيد، متبوعًا بالتجفيف الحراري للحصول على الأكسيد. تُغطى الجسيمات النانوية دائمًا بمادة واقية لتجنب تكوّن تجمعات متعددة البلورات أكبر حجمًا. ^{[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]}

تُعدّ جسيمات أكسيد الغادولينيوم النانوية عامل تباين محتملًا للتصوير بالرنين المغناطيسي (MRI). وقد أظهر مستحضرٌ مُغلّفٌ بالدكستران، مُكوّنٌ من  جسيمات أكسيد الغادولينيوم بحجم 20-40 نانومتر، استرخاءً مغناطيسيًا قدره 4.8 ثانية⁻¹ ^ملي مول⁻¹ ^لكل أيون غادولينيوم عند 7.05 تسلا (وهو مجال مغناطيسي مرتفع بشكلٍ غير معتاد مقارنةً بأجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي المُستخدمة سريريًا، والتي تتراوح في الغالب بين 0.5 و3 تسلا). ^{[ 7 ]} كما تمّ اختبار جسيمات أصغر حجمًا، يتراوح حجمها بين 2 و7  نانومتر، كعامل تباين للتصوير بالرنين المغناطيسي. ^{[ 8 ] [ 9 ]}

• يُعد أكسيد الغادولينيوم (III) مادة مضيفة في بعض ليزرات الحالة الصلبة. وعند تطعيمه بأيونات العناصر الأرضية النادرة مثل النيوديميوم أو الإربيوم ، يمكن لأكسيد الغادولينيوم (Gd₂O₃ ) _{إنتاج ليزرات} ذات كفاءة عالية وأطوال موجية محددة، وهو أمر بالغ الأهمية في تطبيقات متنوعة، بما في ذلك الاتصالات السلكية واللاسلكية والإجراءات الطبية. ^{[ 10 ]}
• يُستخدم أكسيد الغادولينيوم (Gd₂O₃) في بعض خلايا _الوقود الصلبة _{المؤكسدة} ( SOFCs). ^{[ 11 ] [ 12 ]}