კემბრიჯის უნივერსიტეტის მკვლევართა ჯგუფმა ავსტრიელ კოლეგებთან ერთად მაღალეფექტური მაგნიტების შექმნის ახლანდელი მეთოდის პოტენციურ ჩამნაცვლებელს მიაგნო, რომელიც იშვიათი მინერალების გამოყენებას არ მოითხოვს.

ეს მაღალეფექტური მაგნიტები, რომლებიც ქარის ტურბინებსა და ელექტრომობილებში გამოიიყენება, ნულოვანი ნახშირბადის ემისიის ეკონომიკის შენებისათვის სასიცოცხლოდ მნიშნველოვანია. დღესდღეობით არსებული საუკეთესო მაგნიტების შექმნა დედამიწის იშვიათი მინერალების გამოყენებას მოითხოვს.

სიტყვა "იშვიათმა" შეიძლება შეგვაშინოს, თუმცა ეს ელემენტები არც ისე იშვიათია, როგორც ჟღერს. კემბრიჯის უნივერსიტეტის პრეს რელიზის მიხედვით, დღესდღეობით იშვიათი მინერალების მიწოდების უდიდესი ნაწილი ჩინეთზე მოდის. მაგალითად, 2017 წელს ეს რიცხვი 81%-ს შეადგენდა. გეოპოლიტიკური დაძაბულობის პირობებში ჩინეთზე მსგავსი დამოკიდებულება მიწოდების ჯაჭვს საფრთხის ქვეშ აყენებს.

ასევე იხილეთ: გეოლოგები იმ იშვიათი მინერალების მოპოვების ახალ გზებს ეძებენ, რომლებიც ტექნოლოგიურ პროდუქტებში გამოიყენება

იშვიათი ელემენტები (REE) მსოფლიოს მასშტაბით ბევრგან არის, თუმცა მისი მოპოვება არც ისე მარტივია. გარდა ამისა, მოპოვებისათვის აუცილებელი მეთოდები არც ისე ეკომეგობრულია.

ალტერნატიული მეთოდების ძიება აუცილებელია, რასაც სწორედ კემბრიჯის კვლევა ემსახურება.

"ტეტრატენიტი" და მიზ=ი დამზადება

ტეტრატენიტი იშვიათი მინერალია (REE), რომელიც ასევე მაღალეფექტური მაგნიტების წარმოებაშია აუცილებელი. ეს "კოსმოსური მაგნიტია" ან რკინისა და ნიკელის შენადნობი სპეციალური ატომური სტრუქტურით, რომლის ბუნებრივად ფორმირებასაც მეტეორებში მილიონობით წელი სჭირდება.

ხელოვნური ტეტრატენიტის ლაბორატორიაში შექმნის ადრეული მცდელობები რთული და არაპრაქტიკული იყო.

კემბრიჯის ჯგუფმა აღმოაჩინა, რომ საკმაოდ ხელმისაწვდომი ელემენტის, ფოსფორის, დამატებით ტეტრატენიტის ხელოვნურად დამზადება არ არის ძვირადღირებული მეთოდი. ჯგუფი რკინისა და ნიკელის შენადნობების მექანიკურ თავისებურებებს სწავლობდა ფოსფორთან ერთად, რომელიც მეტეორებში ასევე გვხვდება.

"როცა ახლოს შევხედე, ვნახე საინტერესო დიფრაქციული სურათი, რომელიც დალაგებულ ატომურ სტრუქტურაზე მიუთითებდა". — განაცხადა იური ივანოვმა, გენუის ტექნოლოგიის ინსტიტუტის პროფესორმა, რომელიც კემბრიჯში ამ საკითზე მუშაობდა.

თავდაპირველად ტეტრატენიტის დიფრაქტოგრამა რკინისა და ნიკელის შენადნობის სტრუქტურას ჰგავდა, თუმცა ივანოვმა ახლო დაკვირვების შედეგად შეძლო ტეტრატენიტის იდენტიფიცირება. რკინის, ნიკელისა და ფოსფორის სწორი პროპორციის შერევით გუნდმა შეძლო, ტეტრატენიტის ფორმირება აეჩქარებინა.

"რაც ყველაზე გასაოცარი იყო, სპეციალური დამუშავება არ გახდა საჭირო: ჩვენ უბრალოდ დავადნეთ შენადნობი, ჩავასხით ფორმებში და მივიღეთ ტეტრატენიტი. ამ სფეროში ადრეული შეხედულების მიხედვით, თქვენ არ შეგეძლოთ მიგეღოთ ტეტრატენიტი სანამ რამე ექსტრემალურს არ იზამდით, რადგან საპირისპირო შემთხვევაში მილიონობით წელი უნდა გეცადათ მისი ფორმირებისთვის. ეს შედეგი რადიკალურად ცვლის ჩვენს შეხედულებას ამ მასალაზე". — განაცხადა კემბრიჯის უნივერსიტეტის მასალების მეცნიერებისა და მეტალურგიის დეპარტამენტის პროფესორმა ლინდსი გრეერმა.

მიუხედავად წარმატებული კვლევისა, დამატებითი ცდები და შრომა სჭირდება იმის საბოლოოდ დადასტურებას, რომ ეს მეთოდი მაღალეფექტური მაგნიტების მასშტაბურ წარმოებაში გამოსაყენებლად გამოსადეგია. გუნდი ამ საკითხზე დიდ მწარმოებლებთან ერთად მუშაობას გეგმავს.

კვლევა ჟურნალ Advanced Science-ში გამოქვეყნდა.