Hitech logo

Идеи

Новая технология за секунды создает альтернативу редкоземельным магнитам

TODO:
Георгий Голованов26 октября 2022 г., 12:32

Редкоземельные элементы имеют ключевое значение для производства электронных и механических устройств, в первую очередь магнитов, но их запасы истощаются. Кроме того, значительную часть их месторождений контролирует Китай, отношения с которым у Запада ухудшаются. Поиск альтернативы привел ученые из Кембриджа к экспериментам с минералом тетратэнит. Это «космический магнит», имеющий метеоритное происхождение. В естественных условиях на его формирование уходят миллионы лет. Ученые смогли ускорить этот процесс на 15 порядков — теперь он создается в лаборатории за несколько секунд.

Самые интересные технологические и научные новости выходят в нашем телеграм-канале Хайтек+. Подпишитесь, чтобы быть в курсе.

«Залежи редкоземельных металлов существуют повсюду, но их добыча в высшей степени разрушительна: приходится поднимать огромное количество материала, чтобы получить крошечный объем редкоземельных элементов, — сказал профессор Линдси Грир, руководитель исследования. — Пытаясь снизить ущерб для окружающей среды и зависимость от Китая [где находятся основные месторождения], исследователи ведут срочные поиски альтернативных материалов, которые не требуют редкоземельных элементов».

В частности, предлагаются способы переработки старых аккумуляторов и электроники, экстракции редкоземельных элементов из сточных вод и поиск более доступных минералов, которые могли бы выполнять схожую функцию. Кембриджские ученые заинтересовались тетратэнитом, минералом, состоящим из сплава обычных железа и никеля, объединенных в кристаллическую структуру, которая придает ему магнитные свойства, напоминающие свойства редкоземельных магнитов.

Проблема лишь в том, что тетратэнит очень сложно найти — чаще всего он встречается в образцах метеоритов, которые формируются на протяжении миллионов лет. Предыдущие попытки создания минерала в лабораторных условиях имели лишь ограниченный успех, пишет New Atlas.

Тщательно изучив образцы метеоритов, ученые обнаружили, что в составе имеется фосфор, который помогает атомам никеля и железа сформировать нужную структуру. Поэтому они смешали железо, никель и фосфор в определенных количествах и увидели, что так тетратэнит формируется на 15 порядков быстрее — фактически, за секунды.

Поразило исследователей то, что никакой специальной обработки не потребовалось: они лишь расплавили сплав, разлили его по формам и получили искомое вещество. По их словам, это открытие может привести к появлению эффективной альтернативы редкоземельным магнитам. Правда, сперва нужно удостовериться, что созданный тетратэнит обладает искомыми свойствами, на что понадобится некоторое время для проведения всех возможных испытаний.

Альтернативный способ получения неодима, иттрия и европия из отходов производства с помощью нетоксичных органических кислот предложили американские химики. Эти редкоземельные элементы широко используются в производстве сплавов и сталей, сельском хозяйстве, оптике, энергетике и электронике.