Znajdź zawartość

Chińskie próby szantażowania świata ograniczeniami dostaw metali ziem rzadkich doprowadziły nie tylko do zapowiedzi uruchomienia ich wydobycia w USA i Australii. Zwiększyły również zainteresowanie badaniami, których celem jest zmniejszenie wykorzystywania tego typu metali w produkcji. Uczeni pracują obecnie nad nowymi nanostrukturalnymi magnesami, do stworzenia których potrzeba będzie mniej metali ziem rzadkich - w tym przypadku neodymu - niż obecnie. Przed specjalistami jeszcze sporo przeszkód do pokonania, jednak przedstawiciele GE Global Research twierdzą, że nowy materiał będzie gotowy za dwa lata. Dzięki temu świat będzie przygotowany na moment, w którym popyt na metale ziem rzadkich przekroczy ich podaż, co spowodowałoby gwałtowny wzrost cen. Obecnie najsilniejsze magnesy wykorzystują neodym, żelazo i bor, a czasem dodaje się do nich dysproz oraz terb, które poprawiają ich właściwości. Trzy z tych metali - neodym, dysproz i terb - są dostarczane z Chin. Z jednej strony istnieje niebezpieczeństwo, że w pewnym momencie popyt na nie przewyższy podaż, a z drugiej - Chiny próbują wykorzystywać swój monopol do celów politycznych. Jeśli nawet Chińczycy nie próbowaliby sztucznie ograniczać importu, to, jak przewiduje amerykański Departament Energii, najpóźniej do roku 2020 zapotrzebowanie na neodym przekroczy jego wydobycie. Wówczas nic nie będzie stało na przeszkodzie do rynkowego debiutu nowego materiału. Sądzimy, że główną rolę z poradzeniu sobie z tym problemem będzie odgrywała technologia - mówi Steven Duclos z GE Global Research. A już teraz wiemy, że konieczne jest nowe podejście do problemu. Profesor George Hadjipanayis z University of Delaware, jeden z twórców magnesów neodymowych stwierdził, że gdy je opracowywano w latach 80. to uczeni mieli po prostu szczęście. Wówczas pracowano metodą prób i błędów - uczeni tworzyli stopy, badali ich właściwości i starali się je ulepszyć. Teraz takie podejście się nie sprawdzi, gdyż wydajność magnesów neodymowych przestała rosnąć, stwierdza Frank Johnson z GE. Jego zdaniem nadzieja leży w nowych nanokompozytach. Nanokompozytowe magnesy mają składać się z nanoczęsteczek metali, które i dzisiaj są wykorzystywane do ich budowy. Mogą to być, na przykład. nanocząsteczki neodymu zmieszane z nanocząsteczkami żelaza. Taka budowa będzie miała dwie olbrzymie zalety. Po pierwsze, do budowy magnesu potrzeba będzie znacznie mniej neodymu. Po drugie, dzięki zjawisku wymiennego sprzężenia magnetycznego pomiędzy nanocząsteczkami różnych metali, ich właściwości magnetyczne będą lepsze niż suma właściwości metali. To z kolei pozwoli na tworzenie silniejszych magnesów niż obecnie. A to z kolei oznacza, że urządzenia wykorzystujące silniejsze magnesy mogą być mniejsze i lżejsze. GE nie zdradza, jakich metali ma zamiar użyć do produkcji magnesów przyszłości. Wiadomo jedynie, że obecnie największym problemem jest opracowanie metod skalowania produkcji tak, by możliwe było wytwarzanie dużych magnesów. Na razie udaje się wyprodukować cienkie warstwy nanokompozytów o grubości liczonej w mikrometrach. Innym problemem jest łączenie różnych nanocząsteczek w mieszaninie tak, by doszło do pojawienia się zjawiska sprzężenia.