П'ять найцікавіших речей, які потрібно знати про рідкісноземельні елементи

Чому ці метали стали основою технологічного майбутнього та які таємниці вони приховують?

Сьогодні рідкісноземельні елементи згадуються у новинах майже так само часто, як нафта. Світові медіа аналізують нові партнерства для їхнього видобутку, попереджають про можливий дефіцит та обговорюють роль Китаю на цьому ринку. Дослідниця Джулі Клінгер з Університету Вісконсіна пояснює, що під назвою рідкісноземельні елементи зазвичай мають на увазі цілу групу з 17 хімічних елементів. Сюди входять скандій, ітрій, а також родина з 15 лантаноїдів – від лантану з атомним номером 57 до лютецію під номером 71, пише 24 Канал.

Ці речовини володіють унікальними магнітними, провідними та оптичними властивостями. Саме тому їх використовують як спеціальне покриття або добавки у сплавах, склі та інших матеріалах, що є критично важливими для сучасної інженерії.

Спектр їхнього застосування вражає – від реактивних двигунів і світлодіодних ламп до оптоволоконних кабелів, лазерів та складних військових систем. Деякі технології просто неможливо було б створити без цих елементів. Наприклад, неодим та празеодим дозволяють створювати надпотужні магніти, завдяки яким відбулася мініатюризація смартфонів і комп'ютерів. Ці ж магніти забезпечують роботу швидкісних поїздів та апаратів МРТ.

Цікаво, що ці метали можна знайти навіть у звичайних ременях безпеки в автомобілях. Це не завжди пов'язано з особливими інженерними вимогами. Як зазначає Клінгер, під час розробки механізму фіксації ременів інженери просто використали ті магніти, які на той момент були доступні на складах.

Наскільки вони дійсно рідкісні?

Попри свою назву, ці елементи насправді не є рідкісними, зазначає Tech Xplore. Термін з'явився ще у 18 столітті, коли ітрій був уперше знайдений шведським шахтарем. Тоді ці речовини вважали дивиною, але сьогодні відомо, що вони розсіяні по всій земній кулі. За своєю поширеністю у земній корі найбільш вживані з них не поступаються міді чи свинцю.

Проблема полягає не в їхній кількості, а у складності видобутку. Геологічні умови, в яких ці метали концентруються у великих масштабах, часто супроводжуються накопиченням радіоактивних матеріалів. Це значно підвищує вартість безпечного видобутку та створює ризики для довкілля.

Водночас ці елементи залишаються відносно дешевими порівняно з благородними металами, такими як золото чи платина. Китай, який володіє приблизно 30 відсотками світових запасів, іноді навіть не вилучає половину знайдених ресурсів із породи, бо поточні ринкові ціни не покривають витрат на їх повне очищення.

Чому ж ми всі так думаємо?

Уявлення про надзвичайну рідкісність цих ресурсів частково підкріплене популярною культурою. Після виходу фільму "Аватар" у 2009 році, де люди боролися за вигаданий метал "анобтаніум", у реальному світі стався дипломатичний конфлікт між Китаєм та Японією. Пекін тимчасово обмежив доступ Токіо до постачань рідкісноземельних металів.

Журналісти почали проводити паралелі з кіно, називаючи ці ресурси реальним "анобтаніумом". Хоча ембарго тривало менше, ніж фільм залишався лідером прокату, міф про критичний дефіцит міцно вкорінився у масовій свідомості.

Лідери ринку

Сьогодні Китай домінує на ринку не лише через великі запаси, а й завдяки розбудованій інфраструктурі та досвіду у переробці сировини. Саме на проміжних етапах перетворення гірської породи на технологічні компоненти Пекін має найбільшу перевагу.

Хоча ми часто чуємо останнім часом про обмеження в постачанні, яке використовується як інструмент тиску на США та інші країни, які з Китаєм ворогують, повне припинення постачань малоймовірне, вважають експерти. Торгівельні зв'язки важливі для всіх сторін, і продавці в Китаї не зацікавлені у тривалих торгових війнах, які можуть зашкодити їхньому бізнесу.

Де шукати вихід з конфлікту

Перспективним рішенням для таких країн, як США, може стати вторинна переробка, вважає New York Times. Дослідження показують, що значну частину внутрішнього попиту на ці мінерали можна задовольнити шляхом відновлення елементів із відходів старих та діючих шахт. Очищення покинутих промислових зон може перетворити звичайне сміття на справжні скарби.

Це дозволить перейти до циклічної економіки, водночас розвиваючи технології для боротьби зі зміною клімату та захищаючи екологічно чутливі регіони.