Gadolinium

> SYMBOLE Gd
> NUMÉRO ATOMIQUE 64
> MASSE ATOMIQUE 157,25u

157,25

Famille

Lanthanides

État physique naturel

Solide

Étymologie

Le chimiste français Paul Émile Lecoq de Boisbaudran a suggéré le nom de gadolinium pour le nouvel élément en hommage au chimiste et minéralogiste finlandais Johan Gadolin et a donné son nom au minéral dont il est extrait, à l’état de traces, la gadolinite.

Découverte

L’oxyde de gadolinium est découvert 1880 par le chimiste suisse Jean-Charles Galissard de Marignac qui a également identifié deux autres éléments, le samarium et l’ytterbium. En 1886, Boisbaudran confirme la découverte de Marignac en isolant le métal pur.

Propriétés et généralités

Le gadolinium est un métal blanc argenté, ductile et malléable à température ambiante, faisant partie des 17 éléments composant les terres rares. Stable dans l’air sec, il s’oxyde rapidement dans l’air humide. L’un de ses isotopes, l’isotope 157Gd, a la capacité d’absorption la plus élevée des neutrons thermiques parmi tous les éléments naturels. Pour exemple, l’observatoire japonais de neutrinos, Super-Kamiokande, a ajouté du gadolinium à ses 50 000 tonnes d’eau pour améliorer la détection de ces particules insaisissables provenant, entre autres, de collisions de trous noirs et d’étoiles à neutrons, les supernovæ. Le gadolinium peut être également utilisé dans les alliages de fer et de chrome pour améliorer la résistance aux hautes températures et à l’oxydation. Certains composés du gadolinium sont aussi utilisés comme substances phosphorescentes dans les tubes cathodiques – la couleur verte. Dans le domaine médical et en raison de ses propriétés magnétiques, le gadolinium entre sous forme complexée dans la compositions des agents de contraste intraveineux pour l’imagerie par résonance magnétique (IRM).

Bras de maintien de l'ampoule acrylique contenant le scintillateur au Gadolinium servant de cible pour les neutrinos. — Bras de maintien de l'ampoule acrylique du détecteur neutrinos de Chooz contenant le scintillateur au Gadolinium servant de cible pour les neutrinos. © Laurence Médard/CNRS Photothèque

Rein de souris injecté avec des nanoparticules de gadolinium — Portion de rein de souris (résolution 10 µm) préalablement injectée avec des nanoparticules à base de gadolinium. Cette image a été obtenue grâce à un dispositif de plasma induit par laser, technique connue sous l'acronyme LIBS (Laser-induced breakdown spectroscopy). Ces nanoparticules augmentent localement l'effet de la radiothérapie, elles sont dites radiosensibilisantes. Elles seront prochainement incluses dans un essai clinique chez l'homme. De plus, par la présence de gadolinium, elles servent d'agent de contraste en imagerie par résonance magnétique (IRM). © Vincent Motto-Ros/Lucie Sancey/ILM/CNRS Photothèque

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→ Vers un diagnostique précoce du cancer du poumon

Le cancer du poumon est le plus mortel, avec un taux de survie à 5 ans inférieur à 15%. Trois équipes de recherche composées de physiciens, chimistes et biologistes respectivement de Bordeaux, Lyon et Grenoble, ont réussi à le détecter précocement par IRM, en utilisant comme marqueur des nanoparticules ultrafines de gadolinium. Cette innovation réside également dans le fait que cet agent de contraste microscopique est administré par voie orale. Inhalé en aérosol !