Khí hiếm(còn được gọi là khí trơ), bao gồmheli (He), neon (Ne), argon (Ar),krypton (Kr), xenon (Xe)Chúng được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực nhờ tính chất hóa học rất ổn định, không màu, không mùi và khó phản ứng. Sau đây là phân loại các ứng dụng chính của chúng:

Khí bảo vệ: tận dụng tính trơ về mặt hóa học của nó để ngăn ngừa quá trình oxy hóa hoặc nhiễm bẩn.

Hàn công nghiệp và luyện kim: Argon (Ar) được sử dụng trong các quy trình hàn để bảo vệ các kim loại dễ phản ứng như nhôm và magie; trong sản xuất chất bán dẫn, argon bảo vệ các tấm silicon khỏi bị nhiễm bẩn bởi các tạp chất.

Gia công chính xác: Nhiên liệu hạt nhân trong các lò phản ứng nguyên tử được xử lý trong môi trường argon để tránh quá trình oxy hóa. Kéo dài tuổi thọ thiết bị: Việc nạp khí argon hoặc krypton làm chậm quá trình bay hơi của dây vonfram và cải thiện độ bền.

Ánh sáng và nguồn sáng điện

Đèn neon và đèn báo hiệu: Đèn neon và đèn báo hiệu: Đèn neon: (Ne) ánh sáng đỏ, được sử dụng trong sân bay và biển quảng cáo; khí argon phát ra ánh sáng xanh lam, và khí heli phát ra ánh sáng đỏ.

Hệ thống chiếu sáng hiệu quả cao:Xenon (Xe)Được sử dụng trong đèn pha ô tô và đèn chiếu sáng nhờ độ sáng cao và tuổi thọ dài;kryptonĐược sử dụng trong bóng đèn tiết kiệm năng lượng. Công nghệ laser: Laser heli-neon (He-Ne) được sử dụng trong nghiên cứu khoa học, điều trị y tế và quét mã vạch.

Ứng dụng khinh khí cầu, tàu bay và lặn

Mật độ thấp và tính an toàn của heli là những yếu tố then chốt.

Thay thế hydro:HeliNó được dùng để bơm vào bóng bay và khinh khí cầu, loại bỏ nguy cơ bắt lửa.

Lặn biển sâu: Heliox thay thế nitơ để ngăn ngừa chứng say nitơ và ngộ độc oxy trong các lần lặn sâu (dưới 55 mét).

Chăm sóc y tế và nghiên cứu khoa học

Chụp ảnh y tế: Heli được sử dụng làm chất làm mát trong máy MRI để giữ cho nam châm siêu dẫn luôn mát.

Gây mê và điều trị:XenonVới đặc tính gây mê, nó được sử dụng trong gây mê phẫu thuật và nghiên cứu bảo vệ thần kinh; radon (phóng xạ) được sử dụng trong xạ trị ung thư.

Công nghệ đông lạnh: Heli lỏng (-269°C) được sử dụng trong môi trường nhiệt độ cực thấp, chẳng hạn như các thí nghiệm siêu dẫn và máy gia tốc hạt.

Công nghệ cao và các lĩnh vực tiên tiến

Động cơ đẩy trong không gian: Heli được sử dụng trong hệ thống tăng tốc nhiên liệu tên lửa.

Năng lượng và Vật liệu Mới: Argon được sử dụng trong sản xuất pin mặt trời để bảo vệ độ tinh khiết của các tấm silicon; krypton và xenon được sử dụng trong nghiên cứu và phát triển pin nhiên liệu.

Môi trường và Địa chất: Đồng vị argon và xenon được sử dụng để theo dõi các nguồn gây ô nhiễm khí quyển và xác định niên đại địa chất.

Hạn chế về nguồn tài nguyên: Heli là nguồn năng lượng không thể tái tạo, do đó công nghệ tái chế ngày càng trở nên quan trọng.

Các khí hiếm, với tính ổn định, độ sáng, mật độ thấp và đặc tính đông lạnh, được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp, y học, hàng không vũ trụ và đời sống thường nhật. Nhờ những tiến bộ công nghệ (như tổng hợp các hợp chất heli ở áp suất cao), ứng dụng của chúng tiếp tục mở rộng, biến chúng trở thành một “trụ cột vô hình” không thể thiếu của công nghệ hiện đại.