„Kozmický magnet“ môže priniesť revolúciu do priemyslu: Skončí naša závislosť na Číne?
Vácne prvky sa používajú pri výrobe elektroniky a väčšina z nich sa ťaží v Číne.
Väčšina vzácnych prvkov, z ktorých sa vyrábajú magnety pre veterné turbíny alebo elektromobily, sa nachádza výhradne v Číne. Vedci z University of Cambridge ale našli spôsob, ako tieto silné magnety vyrobiť iným spôsobom.
Náhradou vzácnych materiálov by podľa novej štúdie mal byť tetrataenit – druh „kozmického magnetu“, ktorý prirodzenou cestou vzniká v meteoritoch niekoľko miliónov rokov. Vedci ho dokážu vyrobiť aj v laboratórnych podmienkach, no až doteraz využívali mimoriadne nepraktické až extrémne metódy. Výskum autorov novej štúdie ukázal, že pridaním fosforu môžu vyrobiť tetrataenit oveľa jednoduchšie a vo väčších množstvách. Tým pádom sa už nevyžaduje žiaden špeciálny postup.
Silné magnety sú kľúčovými pre vývoj technológií s nulovou uhlíkovou stopou. Až donedávna sa na ich výrobu vyžadovali vzácne prvky, ktoré síce nie sú až tak vzácne, ako ich názov napovedá, no Čína má na ne monopol. V roku 2017 až 81% vzácnych prvkov vyťažila práve Čína. Ťažia sa aj v Austrálii, no s rastúcim napätím medzi Čínou hrozí, že by mohol v budúcnosti svet ostať bez týchto prvkov.
Tetrataenit je železo-niklová zlúčenina vyznačujúca sa špecifickou štruktúrou atómov. Vedci ju považujú za najsľubnejšiu alternatívu pre vzácne prvky. Ako už bolo spomenuté, prirodzene vzniká niekoľko miliónov rokov počas pomalého chladnutia meteoritu. Vďaka tomu sa môžu atómy železa a niklu usporiadať do špecifickej štruktúry, ktorá dáva kovu mimoriadne magnetické vlastnosti.
V 60. rokoch minulého storočia sa vedcom podarilo tento kov vyrobiť tak, že zlúčeninu železa a niklu bombardovali neutrónmi. Nie je to však proces vhodný do masovej prevádzky.
Neprehliadnite
„Od prvotných pokusov vedcov fascinovala štruktúra tetrataenitu, no vyrobiť ju sa zdalo otázkou ďalekej budúcnosti. Za posledné roky vzniklo niekoľko experimentov, no žiadnemu sa nepodarilo vyrobiť tetrataenit spôsobom, ktorý by mohol byť praktizovaný na priemyselnej škále,“ vysvetľuje Lindsay Greer, vedúci výskumu.
Výroba tetrataenitu do niekoľkých sekúnd
V rámci nového výskumu vedci skúmali zlúčeniny železa a niklu obsahujúce malú dávku fosforu, prvku ktorý možno nájsť aj v meteoritoch. Všimli si náznak usporiadanej štruktúry atómov. Výskumníci vysvetľujú, že fosfor umožňuje atómom v zliatine pohybovať sa o niečo rýchlejšie. Dokážu tak vytvoriť požadovanú štruktúru bez toho, aby sa na ňu muselo čakať niekoľko miliónov rokov.
„Úplne nás ohromilo to, že sme nepotrebovali nič špeciálne. Stačilo rozpustiť zliatinu, naliať ju do formy a mali sme tetrataenit,“ tvrdí Greer.
Autori štúdie dokázali, že správnym pomerom železa, niklu a fosforu môžu urýchliť proces tak, že namiesto miliónov rokov vznikne za pár sekúnd. Hoci sa im podarilo tetrataenit vyrobiť, v ďalšom výskume budú pátrať, či možno z tohto kovu vyrobiť silné magnety.
Komentáre