مادة غير موجودة على الأرض 2022
يبدو الأمر وكأنه حبكة فيلم خيال علمي: البشر يدمرون الأرض ، ويخرجون ندوبًا ضخمة في قشرتها ، ويلوثون الهواء والأرض أثناء تنقيبهم عن المعادن وصقلهم عنصرًا أساسيًا ضروريًا للتقدم التكنولوجي. في أحد الأيام ، اكتشف العلماء الذين يفحصون نيزكًا فضائيًا معدنًا فريدًا يلغي الحاجة إلى كل ذلك التنقيب والتلوث. وأفضل ما في الأمر أنه يمكن تكرار المعدن في المختبر باستخدام المواد الأساسية. تم حفظ العالم!
حسنًا ، قمنا بتدوير القصة قليلاً هناك. لا كائنات فضائية ، لشيء واحد (إلا إذا كنت تعرف شيئًا لا نعرفه). لكن ما تبقى من ذلك صحيح. فريقان من العلماء - أحدهما في جامعة نورث إيسترن في بوسطن ؛ الآخر في جامعة كامبريدج في المملكة المتحدة - أعلن مؤخرًا أنهم تمكنوا من تصنيع ، في المختبر ، مادة غير موجودة بشكل طبيعي على الأرض. إنه - حتى الآن - تم العثور عليه فقط في النيازك.
تحدثنا إلى Laura Henderson Lewis ، إحدى الأساتذة في فريق Northeastern ، وأخبرتنا أن المادة الموجودة في النيازك عبارة عن مزيج من معادن أساسية ، النيكل والحديد ، والتي تم تبريدها على مدى ملايين السنين عندما سقطت النيازك عبر الفضاء . خلقت هذه العملية مركبًا فريدًا بمجموعة معينة من الخصائص التي تجعله مثاليًا للاستخدام في المغناطيس الدائم المتطور الذي يعد مكونًا أساسيًا لمجموعة واسعة من الآلات المتقدمة ، من المركبات الكهربائية إلى توربينات المكوك الفضائي.
يُطلق على المركب اسم tetrataenite ، وحقيقة أن العلماء قد وجدوا طريقة لصنعه في المختبر هي صفقة ضخمة. إذا كان رباعي التراتينيت الاصطناعي يعمل في التطبيقات الصناعية ، فقد يجعل تقنيات الطاقة الخضراء أرخص بكثير. كما يمكن أن يزعج السوق في الأرض النادرة ، التي تهيمن عليها الصين حاليًا ، ويحدث تحولًا زلزاليًا في التوازن الصناعي بين الصين والغرب.
دنيوي ، ومع ذلك ، نادر جدًا
كما سيتذكر جميع قرائنا بلا شك من فصول العلوم في المدرسة الثانوية ، فإن المغناطيس عنصر أساسي في أي قطعة من الآلات تعمل بالكهرباء: إنها القناة التي تحول الطاقة الكهربائية إلى عمل ميكانيكي.
معظم المغناطيسات ، مثل المغناطيس الموجود في الساعة التي تعمل بالبطارية على حائط مكتبك ، على سبيل المثال ، رخيصة جدًا ويسهل إنتاجها. من ناحية أخرى ، يجب أن تكون المغناطيسات الدائمة المزعومة المستخدمة في الآلات المتقدمة قادرة على مقاومة الضغوط ودرجات الحرارة الهائلة لفترات طويلة من الزمن. وللحصول على هذه الخصائص ، يحتاجون إلى مكون خاص: أرض نادرة.
الأتربة النادرة ليست بهذه الندرة. إنها عناصر يمكن العثور عليها في جميع أنحاء العالم. الجزء الصعب هو استخراجهم. لسبب واحد ، عليك إخراجهم من الأرض. هذا صعب بما فيه الكفاية. ثم يتعين عليك فصلها عن بعضها: فعادة ما يتم دمجها مع عناصر أو مواد أخرى. يعد تفكيك هذه المركبات وتنقيتها للحصول على العناصر الخام عملاً مكلفًا وفوضويًا.
متلازمة الصين
اعتادت الولايات المتحدة أن تكون رائدة في عالم الأرض النادرة ، ولكن في الثمانينيات ، وجدت الصين مخزونًا ضخمًا من هذه العناصر داخل حدودها. جوناثان هيكاوي هو رئيس Stormcrow Capital ، وهي شركة استثمارية تتعقب أسواق الأرض النادرة. لديه قصة جيدة عن هذا الاكتشاف.
يقول Hykawy: "فتحت بعض الشركات الصينية مناجمًا في منغوليا الداخلية وكانت مناجم لخام الحديد ، وكانت تنتج نفايات انتهى بها المطاف في أكوام نفاياتها". "كان اليابانيون يشترون كميات كبيرة من هذا الحديد ، وقالوا: هل يمكننا أخذ عينات من أكوام النفايات؟" وقال الصينيون ، "بالتأكيد ، خذ كل ما تريد." عاد اليابانيون بعد قليل وقالوا ، "نود شراء النفايات".
انتشر الصينيون بسرعة كبيرة ، وبدأوا في استخراج هذه العناصر النادرة بأنفسهم. يمكنهم القيام بذلك بتكلفة أقل بكثير من أي شخص آخر ، لأن تكاليف العمالة كانت أقل بكثير ، وكانوا على استعداد لتحمل التكاليف البيئية ، التي لم تكن ضئيلة. يقول Hykawy إنه قريبًا ، توقف الإنتاج الأمريكي ، وسيطرت الصين على السوق بشكل فعال. اليوم ، تسيطر الصين على أكثر من 71 ٪ من استخراج العالم و 87 ٪ من قدرة معالجة العالم للأتربة النادرة.
اثنان من هذه العناصر الأرضية النادرة ، النيوديميوم والبراسيوديميوم ، هما عنصران أساسيان في تصنيع المغناطيس الدائم ، مما يعني أن الصين تهيمن الآن على سوق المغناطيس الدائم أيضًا ، حيث تصنع أكثر من 80 بالمائة من هذه الأدوات المتطورة. قبل عقد من الزمان ، لم يكن هذا يمثل مشكلة. كانت الصين شريكًا تجاريًا راغبًا ومتعاونًا ، ويبدو أنه لا يشكل أي تهديد إلى حد أنه في عام 2004 ، قامت الولايات المتحدة بالفعل بتعهيد إنتاج المغناطيس المستخدم في أنظمة التوجيه لصواريخ كروز الأمريكية والقنابل الدقيقة لشركة صينية.
تقول لورا لويس: "كان لدينا إنتاج أمريكي". كانت موجودة في أندرسون ، إنديانا ، وانتقلت بالجملة إلى الصين. كانت نظرة قصيرة الأجل للاقتصاد ؛ والربح مقدمًا ،
بعيد
تقول لورا لويس إنَّه سيمر وقتًا طويلاً قبل أن يصبح رباعي النيتروجين في وضع يسمح له بتعطيل أي أسواق قائمة. وتقول إنه لا يزال هناك الكثير من الاختبارات التي يتعين القيام بها لمعرفة ما إذا كان مختبر تتراتينيت قويًا ومفيدًا مثل مادة الفضاء الخارجي. وحتى إذا اتضح أنها جيدة ، فسوف يستغرق الأمر من خمس إلى ثماني سنوات "دواسة إلى المعدن" قبل أن يتمكن أي شخص من صنع مغناطيس دائم منه.
في غضون ذلك ، يعمل منافسو الصين بجد للحصول على أرض نادرة خاصة بهم. الولايات المتحدة تستثمر في المناجم في أستراليا ؛ هناك عمليات استكشاف جارية في ماليزيا ، ويقوم اليابانيون بالبحث عن طرق لاستخراج العناصر من الطين المستخرج من قاع البحر. يقول جوناثان هيكاوي إنه إذا كانت الدول على استعداد للاستثمار في استخراج الأرض النادرة ، وتحمل الآثار البيئية ، فلا يوجد سبب لعدم تمكنها من تكافؤ الفرص مع الصين.
إرسال تعليق