Современная экономика зависит от десятков малоизвестных металлов
Полвека назад глобальная экономика зависела примерно от десятка различных материалов. Наиболее важные вещи делались из дерева, глины, железа, меди, золота, серебра и нескольких разновидностей пластика.
Сегодня всё изменилось. Появились технологические новинки (автомобили с гибридным приводом, айфоны, ЛЕД телевизоры…) производство которых невозможно без использования десятков различных металлов и сплавов.
Обычный компьютерный чип представляет собой сочетание около 60 элементов (среди которых, например, европий и диспозий), необходимых для оптимизации его работы.
Возникает вопрос: что произойдёт
Если хотя бы часть этих ценных металлов закончится, произойдут гражданские волнения в одном из добывающих регионов, или Китай решит сохранить свои запасы стронция для собственных нужд? Сможем ли мы найти замену? Насколько современное общество зависит от этих редких материалов?
Для того чтобы получить ответы на эти вопросы Национальная академия наук США провела анализ 62 материалов, широко используемых в современной индустрии на предмет возможной замены. Специалисты выяснили, что, по меньшей мере, для десяти материалов адекватных заменителей либо не существует, либо они недоступны, а «идеальных» замен не нашлось ни для одного из 62 материалов. То есть недостаток любого из этих материалов может привести к большим проблемам для той или иной отрасли промышленности.
В таблице ниже совершенно незаменимые элементы помечены красным цветом. Это марганец, магний, иттрий, родий, рений, таллий, лантан, европий, диспрозий, тулий и иттербий:
Фото: washingtonpost.com
Для увеличения таблицы — кликнуть
Для увеличения таблицы — кликнуть
«0» означает, что для элемента существует почти «идеальный» заменитель, который может выполнять практически те же функции, что и оригинал. «100» означает, что для элемента не существует адекватной замены в отношении всех или большинства способов его применения.
Для того чтобы определить степень «заменяемости» элементов, специалисты Йельского университета сначала определили основные сферы применения 62 металлов, о которых шла речь выше, затем выяснили, в каких тщательно выверенных сплавах они используются. Например, из одного из подобных уникальных «суперсплавов» делают лопасти турбин самолётов, и если хоть один элемент из этого сплава исключить, то это неизбежно отразится на качестве детали.
Затем авторы исследования выяснили, существуют ли потенциальные заменители для каждого из металлов.
В 1970-х годах, вследствие гражданской войны в Заире стал ощущаться недостаток кобальта, поэтому специалисты из General Motors разработали магнит, для которого не нужен этот элемент; инженеры GE восполнили недостаток рения при помощи специально созданного сплава. 54% мирового палладия используется в качестве катализатора для контроля вредных выбросов, однако, в крайнем случае, этот элемент можно заменить платиной и получить аналогичный результат. Примерно 88 % мирового титана используется для создания белого пигмента для краски, пластика и бумаги, и для него достаточно адекватной заменой может стать тальк.
Однако не для всех элементов можно найти замену. Не существует, например, замены для родия, который используется в качестве катализатора для контроля содержания оксидов азота в автомобильных выхлопах. Не существует замены и для марганца, который применяется при производстве стали.
Кроме того, ни одна страна не обладает достаточными запасами ископаемых, в которых она нуждается — платина в основном, имеет российское и южноафриканское происхождение, медь добывают в Чили и США, стронций — в Китае и Испании и тд. В настоящий момент самой богатой «редкими металлами» страной является Китай.
Таким образом, современные технологии зависят от ресурсов, добываемых на каждом континенте за исключением Антарктиды. А значит ни одна страна, производящая высокотехнологичную продукцию, не может ощущать себя самодостаточной в этом отношении.
washingtonpost.com, mixednews.ru
