آهنربای کیهانی که جایگزین خاک زمین می‌شود

عناصر خاکی کمیاب بخش کلیدی دستگاه‌های الکترونیکی و مکانیکی هستند، اما کمبود دارند.

اکنون، دانشمندان راهی برای بازآفرینی یک جایگزین امیدوارکننده پیدا کرده‌اند  یک آهنربای کیهانی که به طور معمول میلیون‌ها سال طول می‌کشد تا در شهاب‌سنگ‌ها شکل بگیرد، اکنون می‌توان آن را در آزمایشگاه در عرض چند ثانیه بدست آورد.

بسیاری از دستگاه‌های الکترونیکی و قطعات مکانیکی ما به خاک‌های کمیاب متکی هستند. این امر به ویژه برای فناوری‌های سازگار با طبیعت صادق است.

آهنربا‌های با عملکرد بالا که برای همه چیز از توربین‌های بادی گرفته تا خودرو‌های الکتریکی حیاتی هستند، به این عناصر نیاز دارند اما متأسفانه، اگرچه در پوسته زمین نادر نیستند، استخراج آن‌ها دشوار است و تولید آن‌ها در حال حاضر در چین متمرکز است، که منجر به نگرانی‌های عرضه می‌شود.

پروفسور لیندسی گریر، محقق ارشد این مطالعه گفت: ذخایر خاکی کمیاب در جا‌های دیگر وجود دارد، اما عملیات استخراج بسیار مخرب است.

شما باید مقدار زیادی از مواد را استخراج کنید تا حجم کمی از خاک‌های کمیاب به دست آورید.بین اثرات زیست‌محیطی و وابستگی شدید به چین، جستجوی فوری برای مواد جایگزینی که به خاک‌های کمیاب نیاز ندارند، صورت گرفته است.

به این ترتیب، دانشمندان در حال بررسی راه‌هایی برای بازیافت خاک‌های کمیاب از باتری‌ها و وسایل الکترونیکی قدیمی، استخراج آن‌ها از منابع جدید مانند فاضلاب و یافتن مواد معدنی رایج‌تری هستند که می‌توانند عملکرد‌های مشابهی را انجام دهند.

در مطالعه جدید، محققان کمبریج جایگزین امیدوارکننده‌ای به نام تتراتانیت را بررسی کردند.

این کانی آلیاژی از آهن و نیکل است که در یک ساختار کریستالی روی هم چیده شده‌اند که به آن خواص مغناطیسی شبیه به آهن‌ربا‌های خاکی کمیاب می‌دهد.البته مزیت این است که آهن و نیکل بسیار راحت‌تر به دست می‌آیند.مشکل اینجاست که یافتن تتراتانیت دشوار است.

بیشتر در نمونه‌های شهاب سنگ‌ها ظاهر می‌شود، جایی که تصور می‌شود میلیون‌ها سال طول کشیده است.تلاش‌های قبلی برای تولید مصنوعی آن در آزمایشگاه تا حدی موفقیت آمیز بوده است، اما این تکنیک‌ها مقیاس پذیر نیستند.

محققان در بررسی دقیق‌تر از نمونه‌های شهاب‌سنگ تتراتانیت، تیم متوجه شد که فسفر در مخلوط وجود دارد و به تسریع آرایش اتم‌های آهن و نیکل در ساختار کمک می‌کند.

بنابراین، آن‌ها آهن، نیکل و فسفر را در مقادیر مشخص با هم مخلوط کردند و دریافتند که تتراتانیت تا ۱۵ مرتبه بزرگتر سریعتر، اساساً در عرض چند ثانیه تشکیل می‌شود.

در خصوص روش کار استخراج محققان گفتند: ما فقط آلیاژ را ذوب کردیم، آن را در قالب ریختیم و تتراتانیت حاصل شد.یکی از محققان  می‌گوید که این کشف می‌تواند به جایگزینی مناسب برای آهن‌ربا‌های خاکی کمیاب منجر شود.اگرچه برای بررسی اینکه آیا تتراتانیت ایجاد شده به این روش در این آهن‌ربا‌ها کار می‌کند یا خیر، به کار بیشتری نیاز است.