Μηχανικοί στο Northeastern University κατοχύρωσαν με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας μια διαδικασία δημιουργίας ενός ορυκτού γνωστού ως τετραταενίτη (Tetrataenite), του οποίου οι μαγνητικές ιδιότητες το καθιστούν κορυφαίο υποψήφιο για την αντικατάσταση των μαγνητών από σπάνιες γαίες. Ο τετραταενίτης δε βρίσκεται στη φύση — τουλάχιστον όχι στη γη. Βρίσκεται μόνο σε μετεωρίτες.
Αυτό σημαίνει ότι η δημιουργία του κοσμικού ορυκτού εργαστηριακά απαιτεί χειρισμό των ατομικών δομών του σιδήρου και του νικελίου μέσα στο πλέγμα του ορυκτού και την «τακτοποίηση τους» σε μια κρυσταλλική δομή που μοιάζει με εκείνη του τετραταενίτη, επιταχύνοντας έτσι μια φυσική διαδικασία που θα χρειαζόταν εκατομμύρια χρόνια για να γίνει στον πλανήτη μας.
«Τα άτομα σιδήρου και νικελίου πρέπει να αναδιαταχθούν. Και η φύση θα το κάνει, αλλά θα χρειαστούν εκατομμύρια χρόνια», δήλωσε η Laura Lewis, μία από τις ερευνήτριες που συμμετείχαν στην ερευνητική ομάδα. «Επομένως, αν μπορούμε να το κάνουμε σε χρονική κλίμακα που μπορεί να οδηγήσει σε βιομηχανικές εφαρμογές, θα έχουμε την προσθήκη ενός νέου υλικού στους μόνιμους μαγνήτες». Σύμφωνα με την Lewis, η αποσύνδεση των σπανίων γαιών από την παραγωγή μαγνητών όχι μόνο παρέχει την απαραίτητη ευελιξία στην εφοδιαστική αλυσίδα - αφού δεν υπάρχουν αρκετοί μαγνήτες για να καλύψουν τις ενεργειακές ανάγκες του πλανήτη - αλλά θα βοηθήσει επίσης στη μείωση της εξάρτησης των ΗΠΑ από τις κινεζικές σπάνιες γαίες.
Η Κίνα ελέγχει σχεδόν το 80% της παγκόσμιας προσφοράς σπάνιων γαιών, ενώ η παγκόσμια ζήτηση για μαγνήτες από σπάνιες γαίες αναμένεται να φτάσει τα 37 δισεκατομμύρια δολάρια έως το 2027. Κατά την άποψη της Lewis, ωστόσο, η ύπαρξη μιας ενιαίας πηγής σπάνιων γαιών δεν είναι το μόνο ζήτημα. «Το θέμα είναι πέρα από τη σπανιότητα», είπε. «Οι μέθοδοι που χρησιμοποιούνται για την επεξεργασία του μεταλλεύματος που βγαίνει από τη γη είναι πραγματικά επικίνδυνες για το περιβάλλον — θα έλεγα ακόμη και επιζήμιες. Και για πολλές δεκαετίες, η Κίνα όχι μόνο είχε πολλά κοιτάσματα αυτών των σπάνιων γαιών, αλλά και τα μέσα και τη βούληση να τις παράγει». Η ερευνήτρια ανέφερε ότι ενώ η Κίνα χρησιμοποιεί σπάνιες γαίες για να καλύψει τις ανάγκες της δικής της «πράσινης επανάστασης», το μονοπώλιο της στην προσφορά σπάνιων γαιών αποτελεί εμπόδιο σε άλλες χώρες που θέλουν πρόσβαση σε αυτά τα υλικά.
Ανακαλύπτοντας τους κανόνες της φύσης
Οι βιομηχανικοί μόνιμοι μαγνήτες χρησιμοποιούνται για τη μεταφορά ενέργειας από μηχανικές σε ηλεκτρικές πηγές. Πλήθος τεχνολογιών βασίζονται στη μαγνητική ροή συμπεριλαμβανομένων εκείνων που εφαρμόζονται στα ηλεκτρικά αυτοκίνητα, τις ανεμογεννήτριες, τα ηχεία και τα στρατιωτικά ραντάρ. «Είναι απολύτως παντού», επεσήμανε η Lewis. «Μόλις αρχίσετε να αποδομείτε κάθε τέτοιο αντικείμενο, θα αντιληφθείτε ότι οι μόνιμοι μαγνήτες είναι παντού».
Ως εκ τούτου, η Lewis και η ομάδα της έχουν ως αποστολή «να ανακαλύψουν τους κανόνες της φύσης για τη δημιουργία μαγνητικών υλικών που αποτελούνται από μη κρίσιμα στοιχεία». Η Lewis είναι επίσης εκπρόσωπος δύο τεχνικών συμβουλευτικών ομάδων των ΗΠΑ που εκπροσωπούν το American National Standards Institute στον Διεθνή Οργανισμό International Standards Organization. Οι ομάδες αυτές εστιάζουν στη διαχείριση των αλυσίδων εφοδιασμού για κρίσιμα στοιχεία που συνδέονται όχι μόνο με σπάνιες γαίες, αλλά και υλικά όπως το λίθιο που χρησιμοποιούνται τόσο σε οικιακές όσο και σε βιομηχανικές τεχνολογίες. «Έχω συναντηθεί με τους ομολόγους μου στην Κίνα, την Ιαπωνία, την Κορέα, την Αυστραλία και την Ευρώπη για να καταλάβω πώς μπορώ να βελτιώσω αυτές τις αλυσίδες εφοδιασμού», είπε η Lewis.
Πηγή: mining.com
