Mereka membuat zat yang tidak ada di Bumi. Ini hanyalah awal dari cerita. Planet Uang: NPR

Kedengarannya seperti plot film fiksi ilmiah: Manusia menghancurkan Bumi, membuat bekas luka besar di keraknya, dan mencemari udara dan tanah saat mereka menambang dan memurnikan mineral yang diperlukan untuk kemajuan teknologi. Suatu hari, para ilmuwan yang memeriksa meteorit alien menemukan mineral unik yang menghilangkan kebutuhan untuk semua eksplorasi dan polusi itu. Yang terbaik dari semuanya, logam dapat direplikasi di lab menggunakan bahan dasar. Dunia diselamatkan!

Nah, kami memutar cerita sedikit di sana. Tidak ada makhluk luar angkasa, untuk satu hal (Kecuali Anda tahu sesuatu yang tidak kami ketahui). Tapi selebihnya itu benar. Dua tim cendekiawan – satu di Universitas Timur Laut di Boston; Yang lainnya adalah di Universitas Cambridge di Inggris – Mereka baru-baru ini mengumumkan bahwa mereka dapat mensintesis zat yang tidak ditemukan secara alami di Bumi di laboratorium. Ini – sejauh ini – hanya ditemukan di meteorit.

Kami berbicara dengan Laura Henderson Lewis, salah satu profesor di tim Northeastern, dan dia memberi tahu kami bahwa materi dalam meteorit adalah campuran dua logam dasar, nikel dan besi, yang mendingin selama jutaan tahun saat meteorit jatuh melalui ruang angkasa. . Proses ini menciptakan senyawa unik dengan serangkaian sifat tertentu yang membuatnya ideal untuk digunakan dalam magnet permanen canggih yang merupakan komponen penting dari berbagai mesin canggih, dari kendaraan listrik hingga turbin pesawat ulang-alik.

Kompleks tersebut disebut tetratinatDan fakta bahwa para ilmuwan telah menemukan cara untuk membuatnya di laboratorium adalah masalah besar. Jika tetranitrat sintetis berfungsi dalam aplikasi industri, teknologi energi hijau dapat menjadi jauh lebih murah. Itu juga dapat mengganggu pasar di tanah jarang, saat ini didominasi oleh CinaDan menciptakan pergeseran seismik dalam keseimbangan industri antara Cina dan Barat.

Namun, duniawi sangat langka

Seperti yang pasti akan diingat oleh semua pembaca kami dari kelas sains sekolah menengah, magnet adalah komponen penting dari setiap bagian mesin yang menggunakan listrik: magnet adalah saluran yang berputar Energi listrik dalam kerja mekanik.

Kebanyakan magnet, seperti magnet pada jam bertenaga baterai di dinding kantor Anda, misalnya, sangat murah dan mudah diproduksi. Di sisi lain, apa yang disebut magnet permanen yang digunakan pada mesin canggih harus mampu menahan tekanan dan suhu yang sangat besar untuk jangka waktu yang lama. Dan untuk memiliki sifat-sifat itu, mereka membutuhkan bahan khusus: A tanah jarang.

tanah jarang Bukankah ini langka?. Mereka adalah barang-barang yang dapat ditemukan di seluruh dunia. Bagian yang sulit adalah mengekstraknya. Untuk satu hal, Anda harus mengeluarkan mereka dari tanah. Ini cukup sulit. Maka Anda harus memisahkannya: mereka biasanya digabungkan dengan elemen atau bahan lain. Memecah dan memurnikan senyawa ini untuk mendapatkan unsur mentah adalah bisnis yang mahal dan berantakan.

Sindrom Tiongkok

Itu Amerika Serikat dulunya adalah pemimpin di dunia tanah jarangTetapi pada 1980-an, China menemukan stok barang-barang ini dalam jumlah besar di dalam perbatasannya. Jonathan Hickawi adalah presiden Stormcro Capital, sebuah perusahaan investasi yang melacak pasar tanah jarang. Dia punya cerita bagus tentang penemuan ini.

“Beberapa perusahaan China membuka tambang di Mongolia Dalam yang merupakan tambang bijih besi, dan mereka menghasilkan limbah yang berakhir di tumpukan limbah mereka,” kata Hykawy. “Orang Jepang membeli banyak sekali besi ini, dan mereka berkata, ‘Bisakah kita mengambil sampel dari tumpukan sampah?'” Dan orang Cina itu berkata, “Tentu, ambil apa pun yang kamu mau.” Orang Jepang itu kembali beberapa saat kemudian dan berkata, “Kami ingin membeli sampah.” Dan orang Cina itu berkata, “Nah, mengapa kami tidak menjualnya kepada Anda? Maksudku, itu sia-sia. Apa yang akan kita lakukan dengan itu?” Ternyata itu kaya akan elemen tanah jarang.”

Orang Cina menyebar dengan sangat cepat, dan mereka mulai mengekstrak elemen langka ini sendiri. Mereka dapat melakukan ini dengan biaya yang jauh lebih rendah daripada orang lain, karena biaya tenaga kerja jauh lebih rendah, dan mereka bersedia mengeluarkan biaya lingkungan, yang tidak sedikit. Segera, kata Hykawy, produksi AS berhenti, dan China secara efektif menguasai pasar. Hari ini, Cina mendominasi lebih dari 71% ekstraksi dunia dan 87% dari kapasitas pemrosesan dunia untuk tanah jarang.

Dua dari tanah jarang ini, neodymium dan praseodymium, adalah Bahan utama dalam pembuatan magnet permanen, yang berarti China sekarang juga mendominasi pasar magnet permanen Lebih dari 80 persen Salah satu mesin kelas atas ini. Satu dekade yang lalu, ini bukan masalah. China adalah mitra dagang yang bersedia dan kooperatif yang tampaknya tidak menjadi ancaman bagi Amerika Serikat pada tahun 2004. Outsourcing produksi Dari magnet yang digunakan dalam sistem panduan untuk rudal jelajah AS dan bom presisi sebuah perusahaan China.

“Kami memiliki produksi Amerika,” kata Laura Lewis. “Magnaquench, anak perusahaan General Motors. Berada di Anderson, Indiana, dan pindah secara grosir ke China. Itu adalah pandangan ekonomi jangka pendek; untung di muka, tapi kemudian kami kehilangan kemampuan masa depan kami.”

Saat ini, hubungan dengan China lebih rumit. Kebutuhan akan elemen tanah jarang dan magnet permanen semakin meningkat, seiring kita beralih ke ekonomi energi bersih.

Amerika Serikat telah terbangun dengan kesadaran bahwa ia berada pada posisi yang tidak menguntungkan secara strategis bagi China di bidang ekonomi dan keamanan nasionalnya yang vital ini. Memulai kembali tambang tanah jarang di CaliforniaDia mencari potensi lokasi penambangan baru di Arizona, Nevada, dan Wyoming. Tapi tambang ini akan memakan waktu lebih dari satu dekade untuk bangun dan berjalan.

pengubah permainan

Inilah sebabnya mengapa penemuan tetratinit sintetis sangat menarik, kata Jonathan Hickawi. Senyawa ini sangat keras sehingga produsen dapat membuat magnet permanen darinya untuk semua bagian pemesinan yang paling menuntut. Jika itu terjadi, Amerika Serikat dapat mengisi sebagian besar pasar magnet itu sendiri, mengurangi kebutuhannya akan beberapa elemen tanah jarang. Ini akan mengubah hubungan Amerika dengan China. Amerika Serikat tidak lagi terikat pada pesaing untuk bahan-bahan utama ini atau bergantung pada mereka untuk bagian-bagian tertentu yang penting untuk produksi bioteknologi.

Namun, ada potensi penurunan. tanah jarang Jangan hanya menggunakan dalam produksi magnet permanen. Mereka digunakan dalam serat optik, dalam pemindai radiasi, di televisi, dalam elektronik pribadi. Jika sebagian besar pasar tanah jarang menghilang karena tetratenit, kata Hicawi, produksi semua elemen tanah jarang penting lainnya dapat terganggu. Produksi mereka bisa menjadi jauh lebih mahal, yang dapat meningkatkan biaya berbagai barang konsumsi dan industri.

jauh

Laura Lewis mengatakan akan membutuhkan waktu lama sebelum tetra-nitrogen berada dalam posisi untuk mengganggu pasar yang ada. Dia mengatakan masih banyak pengujian yang harus dilakukan untuk melihat apakah lab tetratinite sama kuat dan bergunanya dengan zat luar angkasa. Dan bahkan jika ternyata bagus, perlu lima hingga delapan tahun untuk “mengayun ke logam” sebelum ada orang yang bisa membuat magnet permanen darinya.

Sementara itu, pesaing China bekerja keras untuk mendapatkan tanah jarang mereka sendiri. Amerika Serikat berinvestasi di tambang di australia; Ada eksplorasi yang sedang berlangsung di MalaysiaOrang Jepang mencari cara untuk mengekstrak item dari mereka Lumpur ditambang dari dasar laut. Jonathan Hickaway mengatakan bahwa jika negara-negara bersedia untuk berinvestasi dalam ekstraksi tanah jarang, dan menanggung dampak lingkungan, tidak ada alasan mereka tidak dapat menyamakan kedudukan dengan China.

“Jika kami bersedia membayar cukup untuk memproduksi barang-barang ini, Anda dapat mengatasi masalah ini dan Anda dapat memproduksi barang-barang ini dengan cara yang bertanggung jawab terhadap lingkungan,” katanya. “Ini tidak lebih buruk dari pertambangan dan produksi aluminium, misalnya.”