Meteoryt przyniósł niezwykły metal. Chiny mają problem

Nowy metal z kosmosu może odmienić wszystko – od pojazdów elektrycznych po atomowe łodzie podwodne. I co najważniejsze, ma uniezależnić świat od pierwiastków ziem rzadkich, kontrolowanych przez Pekin.

Publikacja: 29.08.2023 03:00

Tetrataenit przybył z kosmosu, ale można go już uzyskiwać w laboratorium

Tetrataenit przybył z kosmosu, ale można go już uzyskiwać w laboratorium

Foto: AdobeStock

Kiedy naukowcy zbadali 150-kilogramowy meteoryt, który uderzył we francuskie Saint-Séverin w 1966 roku, znaleźli niewielką ilość rzadkiego metalu (40 mikrometrów średnicy, czyli szerokość ludzkiego włosa), który nazwano tetrataenitem od formy i składu. Ma tetragonalną strukturę złożoną z taenitu, stopu niklu i żelaza. Co najważniejsze, jest podobny do metali ziem rzadkich potrzebnych do produkcji silnych magnesów, które znajdują się w wielu dzisiejszych urządzeniach, np. akumulatorach pojazdów elektrycznych, broni i czy sprzęcie niezbędnym dla energii odnawialnej.

Wydobywanie tych metali odbywa się tylko w kilku miejscach na całym świecie, głównie w Chinach, które grożą ograniczeniami w dostawach w związku z wojną handlową z USA. Wydobycie jest trudne, niebezpieczne i ryzykowne dla środowiska. Tetrataenit był więc długo postrzegany jako zbyt rzadki, aby mógł być pomocny, ponieważ znajduje się wyłącznie w meteorytach. Aż do zeszłego roku.

Czytaj więcej

Start największej rakiety kosmicznej w historii zagrożony. Czy „prysznic” pomoże?

Jesienią 2022 r. dr Lindsay Greer, profesor materiałoznawstwa na Uniwersytecie Cambridge w Anglii wraz z kilkoma współpracownikami ogłosili, że wyprodukowali tetrataenit, ogrzewając powszechnie występujące minerały powyżej ich temperatury topnienia. Mniej więcej w tym samym czasie, gdy Greer i jego zespół pracowali nad nowa technologią, sposób produkcji tetrataenitu opracowali również inżynierowie z Northeastern University w Bostonie.

Wersja metalu wyprodukowana w laboratorium ma właściwości magnetyczne, które są zbliżone do minerałów ziem rzadkich, takich jak neodym, prazeodym i dysproz. Tetrataenit magnetyczny może więc zająć ich miejsce. Jego metale nieszlachetne, żelazo i nikiel, są dwoma najobficiej występującymi metalami na ziemi. Oba są tańsze i łatwiejsze do wydobycia niż pierwiastki ziem rzadkich.

Tymczasem zapotrzebowanie na te ostatnie jest ogromne i dalej rośnie. Jak podaje Popular Mechanics, tylko okręt podwodny o napędzie jądrowym klasy Virginia wymaga 5 ton magnesów trwałych wykonanych z metali ziem rzadkich (są zawsze magnetyczne, w przeciwieństwie do magnesów elektrycznych, które wymagają ładunku elektrycznego, by działały). Z kolei myśliwiec F-35 zawiera 500 kg takich magnesów, które są używane do kontrolowania systemów uzbrojenia, radaru i sterów.

Dlatego produkcja metali ziem rzadkich wzrosła z 133 tys. ton w 2010 roku do 300 tys. ton w 2022 roku, a ich wartość sięgnęła 9,5 mld dol. Analitycy szacują, że do 2028 r. handel metalami ziem rzadkich będzie wart 21 mld dol. Ale to wciąż za mało, by zaspokoić popyt. Jest też inne zagrożenie. – Jeśli będziemy w konfrontacji z Pekinem, Chiny mogą zatrzymać dostawy – mówi Ariel Cohen z Atlantic Council, który zauważa, że USA importują obecnie 95 procent swoich związków ziem rzadkich i magnesów.

Naukowcy pracują teraz nad przekształceniem swoich przełomowych odkryć w znaczące ilości tetrataenitu. To nie będzie łatwe, bo muszą opracować proces produkcyjny i zapewnić późniejszą stabilność materiału w bardzo wysokich temperaturach, co, jak przyznaje Greer, może zająć lata.

Kiedy naukowcy zbadali 150-kilogramowy meteoryt, który uderzył we francuskie Saint-Séverin w 1966 roku, znaleźli niewielką ilość rzadkiego metalu (40 mikrometrów średnicy, czyli szerokość ludzkiego włosa), który nazwano tetrataenitem od formy i składu. Ma tetragonalną strukturę złożoną z taenitu, stopu niklu i żelaza. Co najważniejsze, jest podobny do metali ziem rzadkich potrzebnych do produkcji silnych magnesów, które znajdują się w wielu dzisiejszych urządzeniach, np. akumulatorach pojazdów elektrycznych, broni i czy sprzęcie niezbędnym dla energii odnawialnej.

Pozostało 84% artykułu
2 / 3
artykułów
Czytaj dalej. Subskrybuj
Technologie
Nanoboty i „żywe plomby”. Naukowcy opracowali przełomowe metody leczenia zębów
Materiał Promocyjny
Wykup samochodu z leasingu – co warto wiedzieć?
Technologie
Ozempic to również lek na niepłodność? Zaskakujące doniesienia o ciążach
Technologie
Powstał nowy humanoidalny robot. Jest „przerażająco sprawny” i bardziej ludzki
Technologie
Koniec z implantami, plombami i leczeniem kanałowym. Rewolucja w leczeniu zębów
Materiał Promocyjny
Jak kupić oszczędnościowe obligacje skarbowe? Sposobów jest kilka
Technologie
Student z trzema rękami. Wpadka Uniwersytetu Gdańskiego