Tetrataenitas 2.0: nuo kosminių dulkių iki švarios energijos

• Autorius:
• autoriaus vardas

  Quantumrun Foresight
• Gali 30, 2024

Įžvalgos santrauka

Mokslininkai atrado metodą, kaip sukurti meteorituose esančią magnetinę medžiagą, galinčią pakeisti tokių technologijų kaip vėjo turbinų ir elektrinių transporto priemonių (EV) gamybą. Šis naujas procesas, apimantis fosforo įdėjimą į geležies ir nikelio lydinį, leidžia medžiagai greitai susidaryti, apeinant retųjų žemių elementų poreikį ir sprendžiant aplinkos ir geopolitines problemas. Plėtra gali lemti prieinamesnes ekologiškas technologijas, pasaulinių tiekimo grandinių pasikeitimą ir naujas medžiagų mokslo ir inžinerijos galimybes.

Tetrataenito 2.0 kontekstas

2022 m. mokslininkai padarė didelę pažangą kurdami alternatyvas didelio našumo magnetams, būtiniems tokioms technologijoms kaip vėjo turbinos ir elektromobiliai, kurie tradiciškai priklauso nuo retųjų žemių elementų, daugiausia gaunamų iš Kinijos. Bendradarbiaujant Kembridžo universiteto mokslininkams ir jų kolegoms iš Austrijos, buvo atskleistas tetrataenito – natūraliai meteorituose randamo „kosminio magneto“ – sintezės metodas. Šis atradimas yra labai svarbus, nes sprendžia tiek aplinkosaugos problemas, tiek geopolitinę riziką, susijusią su retųjų žemių elementų gavyba ir tiekimu.

Tetrataenitas, geležies ir nikelio lydinys, pasižymi magnetinėmis savybėmis, panašiomis į retųjų žemių magnetus dėl savo unikalios tvarkingos atominės struktūros. Istoriškai šios struktūros atkartojimas dirbtinai kėlė didelių iššūkių, todėl reikėjo ekstremalių ir nepraktiškų metodų, netinkamų didelio masto gamybai. Tačiau fosforo įvedimas į geležies ir nikelio mišinį sukėlė revoliuciją šiame procese ir per kelias sekundes greitai suformuoja tvarkingą tetrataenito struktūrą naudojant paprastus liejimo būdus. Šis laimėjimas (Tetrataenite 2.0) reiškia medžiagų mokslo paradigmos pokytį.

Suteikus galimybę gaminti tetrataenitą pramoniniu mastu, ši naujovė žada sustiprinti pastangas sukurti anglies dioksido neišskiriančią ekonomiką, padaryti ekologiškas technologijas prieinamesnes ir ekonomiškesnes. Be to, tai skatina iš naujo įvertinti mūsų supratimą apie meteoritų susidarymą ir suteikia įdomių galimybių in situ (pradinėje vietoje) panaudoti išteklius kosmoso tyrinėjimams. Vykstant tyrimams, bendradarbiavimas su pagrindiniais magnetų gamintojais gali būti labai svarbus norint patvirtinti sintetinio tetrataenito tinkamumą komerciniams tikslams.

Trikdantis poveikis

Didėjant šių magnetų prieinamumui, gali sumažėti nuo jų priklausančių prekių ir paslaugų, tokių kaip elektromobiliai ir atsinaujinančios energijos sistemos, kaina. Šis pakeitimas galėtų padaryti tvarias technologijas prieinamesnes platesnei auditorijai ir paskatinti greitesnį žaliosios energijos sprendimų priėmimą. Be to, darbo vietų aplinka gali vystytis, atsiranda naujų vaidmenų sintetinių tetrataenito gaminių gamyboje, tyrime ir kūrime, todėl reikės medžiagų mokslo ir inžinerijos įgūdžių turinčios darbo jėgos.

Gamybos, automobilių ir technologijų įmonėms sumažinus priklausomybę nuo retųjų žemių elementų gali padidėti tiekimo grandinės stabilumas ir galbūt mažesnės gamybos sąnaudos, todėl jų produktai taptų konkurencingesni rinkoje. Šis pokytis taip pat gali paskatinti įmones investuoti į mokslinius tyrimus ir plėtrą, kad toliau optimizuotų tetrataenito naudojimą savo gaminiuose. Be to, įmonėms gali tekti iš naujo įvertinti savo tiekimo strategijas ir partnerystes, sutelkiant dėmesį į tiekėjus, kurie gali tiekti šią naują medžiagą ir daryti įtaką pasaulinei medžiagų sektoriaus prekybos dinamikai.

Vyriausybės gali finansuoti mokslinių tyrimų iniciatyvas, skatindamos įmones taikyti šią technologiją ir nustatydamos taisykles, skatinančias naudoti aplinkai nekenksmingas medžiagas. Tarptautiniu mastu sumažėjusi priklausomybė nuo retųjų žemių elementų, gaunamų iš geopolitiškai jautrių vietovių, gali pakeisti ekonominės galios pusiausvyrą, o tai lemtų naujus aljansus ir prekybos susitarimus, orientuotus į tvarias medžiagas. Be to, vyriausybės gali teikti pirmenybę švietimo programų kūrimui, kad ateities kartos būtų paruoštos karjerai naujų technologijų srityje.

Tetrataenito 2.0 pasekmės

Platesnės Tetrataenite 2.0 pasekmės gali apimti: 

• Kosmoso tyrinėjimų ir palydovinių technologijų pažangos pagreitis, kurį lėmė efektyvių, didelio našumo magnetų prieinamumas, kurių neriboja retųjų žemių elementų tiekimo apribojimai.
• Teisinės ir reguliavimo sistemos, kuriamos siekiant užtikrinti etišką tetrataenito tiekimą ir gamybą, siekiant apsaugoti darbuotojus ir aplinką nuo galimo išnaudojimo ar žalos.
• Inovatyvūs tetrataenito turinčių gaminių perdirbimo metodai, skatinantys tvaresnį požiūrį į išteklių valdymą.
• Geopolitinių strategijų iš naujo įvertinimas, kai šalys iš naujo įvertina savo pozicijas pasaulinėje didelio našumo magnetų ir susijusių technologijų rinkoje.
• Buitinės elektronikos ir švarios energijos sektoriai patiria mažesnes sąnaudas ir daugiau naujovių, nes yra alternatyva retųjų žemių magnetams.
• Galimi demografinių modelių pokyčiai, nes regionai, turintys išteklių ar patirties sintetinio tetrataenito gamybos srityje, tampa naujais technologijų ir gamybos centrais.

Klausimai, kuriuos reikia apsvarstyti

• Kaip retųjų žemių kasybos sumažinimas dėl sintetinio tetrataenito gali paveikti pasaulines aplinkos apsaugos pastangas?
• Kaip galėtų pasikeisti vietos ekonomika, jei jos taptų sintetinio tetrataenito gamybos centrais?