Почему эти металлы стали основой технологического будущего и какие тайны они скрывают?
Сегодня редкоземельные элементы упоминаются в новостях почти так же часто, как нефть. Мировые медиа анализируют новые партнерства для их добычи, предупреждают о возможном дефиците и обсуждают роль Китая на этом рынке. Исследовательница Джули Клингер из Университета Висконсина объясняет, что под названием редкоземельные элементы обычно имеют в виду целую группу из 17 химических элементов. Сюда входят скандий, иттрий, а также семья из 15 лантаноидов – от лантана с атомным номером 57 до лютеция под номером 71, пишет 24 Канал.
Смотрите также Наука наконец нашла кое-что быстрее света
Эти вещества обладают уникальными магнитными, проводящими и оптическими свойствами. Именно поэтому их используют как специальное покрытие или добавки в сплавах, стекле и других материалах, что является критически важными для современной инженерии.
Спектр их применения впечатляет – от реактивных двигателей и светодиодных ламп до оптоволоконных кабелей, лазеров и сложных военных систем. Некоторые технологии просто невозможно было бы создать без этих элементов. Например, неодим и празеодим позволяют создавать сверхмощные магниты, благодаря которым состоялась миниатюризация смартфонов и компьютеров. Эти же магниты обеспечивают работу скоростных поездов и аппаратов МРТ.
Интересно, что эти металлы можно найти даже в обычных ремнях безопасности в автомобилях. Это не всегда связано с особыми инженерными требованиями. Как отмечает Клингер, при разработке механизма фиксации ремней инженеры просто использовали те магниты, которые на тот момент были доступны на складах.
Насколько они действительно редкие?
Несмотря на свое название, эти элементы на самом деле не являются редкими, отмечает Tech Xplore. Термин появился еще в 18 веке, когда иттрий был впервые найден шведским шахтером. Тогда эти вещества считали диковинкой, но сегодня известно, что они рассеяны по всему земному шару. По своей распространенности в земной коре наиболее употребляемые из них не уступают меди или свинца.
Проблема заключается не в их количестве, а в сложности добычи. Геологические условия, в которых эти металлы концентрируются в больших масштабах, часто сопровождаются накоплением радиоактивных материалов. Это значительно повышает стоимость безопасной добычи и создает риски для окружающей среды.
В то же время эти элементы остаются относительно дешевыми по сравнению с благородными металлами, такими как золото или платина. Китай, который владеет примерно 30 процентами мировых запасов, иногда даже не изымает половину найденных ресурсов из породы, потому что текущие рыночные цены не покрывают затрат на их полную очистку.
Почему же мы все так думаем?
Представление о чрезвычайной редкости этих ресурсов частично подкреплено популярной культурой. После выхода фильма "Аватар" в 2009 году, где люди боролись за вымышленный металл "анобтаниум", в реальном мире произошел дипломатический конфликт между Китаем и Японией. Пекин временно ограничил доступ Токио к поставкам редкоземельных металлов.
Журналисты начали проводить параллели с кино, называя эти ресурсы реальным "анобтаниумом". Хотя эмбарго длилось меньше, чем фильм оставался лидером проката, миф о критическом дефиците прочно укоренился в массовом сознании.
Лидеры рынка
Сегодня Китай доминирует на рынке не только из-за больших запасов, но и благодаря развитой инфраструктуре и опыту в переработке сырья. Именно на промежуточных этапах преобразования горной породы в технологические компоненты Пекин имеет наибольшее преимущество.
Хотя мы часто слышим в последнее время об ограничении в поставках, которое используется как инструмент давления на США и другие страны, которые с Китаем враждуют, полное прекращение поставок маловероятно, считают эксперты. Торговые связи важны для всех сторон, и продавцы в Китае не заинтересованы в длительных торговых войнах, которые могут навредить их бизнесу.
Где искать выход из конфликта
Перспективным решением для таких стран, как США, может стать вторичная переработка, считает New York Times. Исследования показывают, что значительную часть внутреннего спроса на эти минералы можно удовлетворить путем восстановления элементов из отходов старых и действующих шахт. Очистка заброшенных промышленных зон может превратить обычный мусор в настоящие сокровища.
Это позволит перейти к циклической экономике, одновременно развивая технологии для борьбы с изменением климата и защищая экологически чувствительные регионы.