稀土元素因具有独特的4f亚层电子结构、大的原子磁矩、强的自旋-轨道耦合等特点,而产生十分丰富的光、电、磁等性质，是当今世界各国改造传统产业、发展高新技术所不可或缺的战略物资，被誉为“新材料宝库”。
稀土除在冶金机械、石油化工、玻璃陶瓷、轻纺等传统领域中的应用外，更是清洁能源、大运载工具、新能源汽车、半导体照明、新型显示等新兴领域的关键支撑材料，与人类生活息息相关。
经过数十年的发展，稀土相关研究的重点也相应从单一高纯稀土的冶炼分离，向稀土在磁学、光学、电学、储能、催化、生物医药等高新技术应用方面拓展。一方面在材料体系上更多地趋向于稀土复合材料；另一方面，在形态上更多地集中于低维和功能晶体材料。
特别是随着现代纳米科学的发展，将纳米材料所具备的小尺寸效应、量子效应、表面效应和界面效应等与稀土元素独特的电子层结构特点相结合，稀土纳米材料呈现出不同于传统材料的许多新颖的性质，更大限度地发挥稀土材料的优异性能，并进一步拓展其在传统材料领域和新型高科技制造领域的应用。
目前，主要有以下极具潜力的稀土纳米材料，分别是稀土纳米发光材料、稀土纳米催化材料、稀土纳米磁性材料、纳米氧化铈紫外遮蔽材料及其他纳米功能材料。
01 稀土有机-无机杂化发光纳米材料
复合材料将不同功能的单元在分子水平上复合，可实现功能的互补和优化。有机-无机杂化材料兼具有机组分和无机组分的功能，显现出良好的机械稳定性柔韧性、热稳定性以及优异的可加工性。
稀土配合物具有色纯度高、激发态寿命长、量子产率高、发射谱线丰富等优点,在显示、光波导放大、固体激光器、生物标记及防伪等诸多领域有着广泛的应用。但是，稀土配合物的光热稳定性低、可加工性差，严重阻碍了其应用推广。将稀土配合物与具有良好力学性能和稳定性的无机基质相结合，是改善稀土配合物的发光性能的一条有效途经。
02 白光LED稀土发光材料
与现有照明技术相比，半导体照明产品发光二极管(LED)具有使用寿命长、能耗低、发光利用率高、无汞、无紫外辐射、工作稳定等优点,被认为是继白炽灯、荧光灯和高强气体放电灯(HID)之后的“第四代光源”。
白光LED由芯片、衬底、荧光粉及驱动等构成。其中稀土荧光粉对白光LED性能起着关键作用。近年来，人们围绕着白光LED荧光粉开展了大量的研究工作，并取得进展:
① 蓝光LED(460m)激发的新型荧光粉开发，对蓝光LED芯片所用的YAO2Ce(YAG:Ce)开展了掺杂、改性的研究,以提高光效和显色性；
② 紫光(400m)或紫外光(360mm等儿ED激发的新型荧光粉开发,系统研究了红、绿蓝三种荧光粉的组成、结构与光谱特性的相关性,以及三种荧光粉的不同配比以获得不同色温的白光LED；
③荧光粉的制备工艺对助熔剂的影响规律等制备过程中的基本科学问题开展了深入工作，以保证荧光粉的质量及其稳定性。
03 稀土上转换发光纳米材料
上转换发光是一类特殊的发光过程，其特征是发光材料吸收多个低能量光子并产生高能量的光子发射。与传统的有机染料分子或量子点相比，稀土上转换发光纳米材料具有反斯托克斯位移大、发射谱带窄、稳定性好、毒性低、组织穿透深度高、自发荧光干扰低等诸多优势,在生物医学领域具有广阔的应用前景。
近年来，稀土上转换发光纳米材料在合成、表面改性、表面功能化以及生物医学领域的应用方面均得到了长足的发展。人们通过优化纳米尺度下材料的组成相态、尺寸等，并结合核/壳结构减少发光猝灭中心，来提高跃迁概率，从而达到提高材料发光性能的目的。通过化学修饰，建立具有良好生物相容性的技术降低毒性，并发展上转换发光活细胞、活体上的成像方法；根据不同应用中的需求(免疫检测细胞、活体荧光成像、光动力学治疗、光热治疗、光控释药等)，发展高效、安全的生物偶联方法。
该研究具有巨大的应用潜力和经济效益，对纳米生物医学的发展、促进人类健康和社会进步具有重要的科学意义。
稀土永磁材料已经历了SmCo5、Sm2Co7及Nd2Fe14B三个发展阶段。作为粘结永磁体材料的快淬NdFeB磁粉，晶粒尺寸为20nm～50nm，为典型的纳米晶稀土永磁材料。
稀土纳米磁性材料由于尺寸小、具有单磁畴结构、矫顽力很高的特性。用于制作磁记录材料可以提高信噪比，改善图像质量。由于其体积小、可靠性高等优点，用于微型电机系统，是新一代航空、航天和航海电机发展的重要方向。用于磁存储器、磁流体、巨磁阻材料，性能可大大提高，使器件变得高性能、小型化。
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