Smartfony, słuchawki lub dyski twarde: Wiele urządzeń elektronicznych zawiera komponenty ziemia rzadka Zawierać. Jednym z najbardziej poszukiwanych pierwiastków chemicznych jest metal neodym. Jest to używane do tego, co nazywa się niezwykle potężnym trwały magnes Stosowany na przykład do silników elektrycznych lub turbin wiatrowych.

Jednak te minerały są ograniczone i występują tylko w kilku krajach. Chiny mają największe rezerwy na świecie. Ze względu na ekspansję energii odnawialnej i rosnący trend w kierunku pojazdów elektrycznych popyt na metale ziem rzadkich, a tym samym zależność od zasobów, może nadal rosnąć.

meteoryty

Szczególnym problemem jest zanieczyszczenie środowiska spowodowane wydobyciem metali szlachetnych. Aby wygrać w małych ilościach, trzeba z wielkim wysiłkiem wydobyć dużo rudy. Ogromne ilości woda i energia konsument. Po oddzieleniu od skały powstają toksyczne odpady. Ponadto uwalniane są substancje radioaktywne.

lokalni badacze Baran Sarak, Jurgen Eckert i Siergiej Kitow z Austriackiej Akademii Nauk (OeAW)Wraz z kolegami z Uniwersytet Cambridge i Istituto Italiano di Tecnologia stworzyły przyjazną dla środowiska alternatywę dla neodymu i innych pierwiastków ziem rzadkich stosowanych w magnesach trwałych. To metal tetranitan. Przedmiot zwykle po prostu przychodzi meteoryty Zanim.

Pomysł wyprodukowania tego zrodził się nieoczekiwanie podczas castingów, jak wyjaśnił Sarak w wywiadzie dla Future Zone. Z reguły tetratynit tworzy się po uderzeniu w Ziemię kawałka skały z kosmosu. Mieszanka z Żelazo i nikiel W meteorycie stygnie bardzo powoli przez miliony lat. Atomy obu metali tworzą szczególną strukturę krystaliczną – materiał nabiera właściwości magnetycznych.

Zmniejsz zanieczyszczenie środowiska

Austriaccy naukowcy wielokrotnie przyspieszyli ten naturalny proces za pomocą prostej procedury. Osiąga się to poprzez zastosowanie stopu żelaza i niklu w niewielkich ilościach fosfor i węgiel dodany. Zdaniem Saraka te dwa pierwiastki sprawiają, że atomy obu metali poruszają się szybciej i tworzą strukturę krystaliczną w bardzo krótkim czasie. W szczególności odlewane metalowe pręty o długości do 3 milimetrów były w stanie ostygnąć w ciągu kilku milisekund.

„Wierzymy, że możemy przekształcić tę odkrytą strukturę w komercyjne magnesy trwałe wolne od pierwiastków ziem rzadkich” – mówi badacz materiałów. Może nie tylko uwolnić się od zależności od zasobów, ale także chronić środowisko.

na każdym kontynencie

W każdym razie właściwości magnetyczne produkowanego przemysłowo teratynitu dają powód do nadziei. Ogólnie rzecz biorąc, produkty o najwyższej mocy można obecnie uzyskać za pomocą magnesów neodymowych. Produkt energetyczny to wielkość, która służy jako miara energii magnetycznej magnesu. Im wyższa energia, tym silniejsze siły magnesu. Testy wykazały, że laboratoryjnie wyhodowany tetraazotyn osiąga właściwości magnetyczne podobne do neodymu i może pełnić te same funkcje.

Nie ma wad w porównaniu z neodymem i innymi pierwiastkami ziem rzadkich, ale jest jedna główna zaleta: „W porównaniu z pierwiastkami ziem rzadkich żelazo i nikiel występują na całym świecie” — mówi Sarak. Magnesy tetranitowe można również wytwarzać niedrogo i stosować w wielu różnych zastosowaniach. Oprócz turbin wiatrowych i silników elektrycznych mogą z nich korzystać systemy komunikacji radarowej i satelitarnej oraz elektryczne systemy pozycjonowania. „Magnesy trwałe są również wykorzystywane w stomatologii i medycynie – na przykład do monitorowania i leczenia nowotworów” – mówi badacz materiałów.

Ulepszenie materiału

Technologia została już opatentowana. W kolejnym kroku należy jeszcze poprawić właściwości materiału. „W takim razie chcemy produkować tetraazotyn na dużą skalę”, mówi Sarac, dodając: „Obecnie prowadzimy rozmowy z wieloma startupami i dużymi firmami na całym świecie”.

Zdaniem badacza materiałów trudno będzie przewidzieć, kiedy supermagnesy będą mogły faktycznie zostać użyte. Zależy to w dużej mierze od dalszego rozwoju i interesów firm. „Ale jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, może być dostępne za 5 do 10 lat”.