Dnešní dobu do značné míry pohánějí prvky vzácných zemin. Bývají klíčovou součástí elektronických i mechanických zařízení. Dvojnásobně to platí pro zelené technologie, které často velmi závisejí na výkonných magnetech, v nichž se uplatňují vzácné zeminy. Jenže, i když jsou vzácné zeminy ve skutečnosti v zemské kůře docela hojné, jejich těžba bývá velmi obtížná. V současnosti je produkce vzácných zemin koncentrovaná v Číně, což je značný geopolitický problém.
Lindsay Greer z britské University of Cambridge uvádí, že ložiska vzácných zemin se sice nacházejí i jinde než v Číně, ale jejich těžba není snadná. Těžební operace mívají brutální vliv na široké okolí, protože je nutné vytěžit značné množství materiálu. Jak vliv Číny, tak i značné dopady na životní prostředí představují naléhavou výzvu pro materiálové vědce, aby hledali nějaké alternativy. Možností je vícero. Například recyklace prvků vzácných zemin ze starých baterií a elektroniky, těžba z nových zdrojů, jako je mořská voda anebo třeba pátrání po minerálech, které mají potřebné vlastnosti.
Greer nedávno vedl tým odborníků, kteří v tomto směru zkoumali pozoruhodný minerál tetrataenit. Je to vlastně slitina železa a niklu, která má shodou okolností podobné magnetické vlastnosti jako magnety ze vzácných zemin. Problém je ale v dostupnosti tetrataenitu. Železo a nikl jsou sice na Zemi velmi běžné, ale tetrataenit je nesmírně vzácný. Obvykle se nachází v meteoritech. Další věc je, že pokusy o syntézu tetrataenitu v laboratoři doposud selhávaly.
V rámci nového výzkumu badatelé prozkoumali vzorky tetrataenitu z meteoritů a zjistili, že kromě železa a niklu obsahují i určité množství fosforu. Poté uspořádali experiment, v němž smíchali železo, nikl a fosfor v poměru, jaký nalezli v meteoritickém tetrataenitu. Výsledkem byl neuvěřitelně rychlý vznik tetrataenitu, který netrval miliony let, jak si vědci původně mysleli, ale 15 sekund.
Jak se ukázalo, postup nevyžaduje žádné zvláštní kroky. Tři zmíněné prvky se roztaví, aby vytvořily slitinu, výsledná směs se nalije do formy a vznikne tetrataenit. Odborníci přitom byli až doposud přesvědčeni, že vznik tetrataenitu vyžaduje něco extrémního, něco kosmického, plus velmi dlouhou dobu. Byl to ale omyl. Greerův tým v tetrataenitu objevil životaschopnou alternativu k magnetům s prvky vzácných zemin. Pokud se tento úspěch potvrdí, mohl by to být důležitý průlom.
Literatura
Strategické vzácné zeminy by mohly být nahrazeny komby běžných prvků
Autor: Stanislav Mihulka (07.07.2019)
Magnet nové generace pro urychlovače „najíždí“ rekordní rychlostí
Autor: Stanislav Mihulka (04.12.2021)
Superelastická slitina je prvním známým kovem, co je při zahřívání pružnější
Autor: Stanislav Mihulka (15.02.2022)
Nová slitina NASA je výtečná v extrémních teplotách
Autor: Stanislav Mihulka (25.04.2022)
Diskuze:
Tvrda rana?
Radoslav Porizek,2022-10-28 20:27:39
"Mohla by to být tvrdá rána čínskému monopolu na vzácné zeminy."
Jak uz v diskusii napisal Vojtěch Kocián, tetrataenitový magnet (335 kJ/m3) nedosahuje vlastnosti neodymoveho (512 kJ/m3), aj ked sa k nim priblizuje. Nie je jasne, aka draha bude jeho produkcia vo velkom. A vzacne zeminy netreba len do elektromotorov, ale obrovskom mnozstve aj do litiovych baterii a fotovoltaviky.
Myslim, ze autori objavu by boli velmi radi, keby to bola aspon frcka, "tvrda rana" je reklamne kecanie.
Magnety
D@1imi1 Hrušk@,2022-10-27 11:59:41
Ty tetrataenitové magnety si tedy svými vlastnostmi vedou jak? Jsou ekvivalentní magnetům, které se dnes používají v motorech elektromobilů, nebo by šlo zase jen o nedokonalou náhražku?
Re: Magnety
Vojtěch Kocián,2022-10-27 14:09:24
Je to slabší náhražka, ale asi by pro spoustu aplikací mohla být vhodná. Pro srovnání, narychlo vygooglené hustoty magnetické energie:
Neodymový magnet 512 kJ/m3, tetrataenitový 335, feritový 30 (teoretické maximální hodnoty).
Miliony rokov vs. sekundy
Zicho Trenčiansky,2022-10-27 11:02:07
Tak ma napadlo, co este netrvalo miliony rokov, ako si vedci myslia ;)
Napr. geologicke procesy ako posun kontinentov? ;)
Re: Miliony rokov vs. sekundy
Miroslav Gretschelst,2022-10-27 17:19:03
Obávám se, že jste odkryl mnohem závažnější problém, než je obsah samotného článku. Co všechno, co se veřejnosti předkládá a studentům vštěpuje do paměti, jsou pouhé "názory vědců"? Kdo má dneska čas (a schopnosti) ověřovat všechna tvrzení, která jsou veřejnosti předkládána jako "vědecká zjištění"? A to se týká všech oborů! Tragedie je, když váš lékař vás léčí podle svých skript (napsaných před třiceti i více lety), do kterých pan profesor zahrnul (nebo opsal) "názory vědců". Může vás to stát život nebo "jen" zdraví. Celý středověk si tehdejší vědci "mysleli", že Země je placatá a kdo si to nemyslel, mohl skončit na hranici. Rovněž dnes si 99% vědců myslí, že sodovkový plyn do sto roků uvaří celou planetu a kdo si to nemyslí, zatím není přivázán ke kůlu na hranici, ale všechno k tomu spěje. Nic proti článku nemám, ale vaše poznámka si zaslouží rozpracování do knihy.
Re: Re: Miliony rokov vs. sekundy
Gábor Vlkolinský,2022-10-27 18:47:14
Lekári liečia aj podľa budúcnosti. Napríklad netestovanou pseudovakcínou, ktorá určite bude v budúcnosti v poriadku.
Re: Re: Re: Re: Miliony rokov vs. sekundy
Gábor Vlkolinský,2022-10-28 09:42:20
To je skôr na kriminál a odobratie diplomov.
Re: Re: Re: Miliony rokov vs. sekundy
Pavel 1,2022-10-30 17:05:07
Tak, tak, případ sputniku je odstrašující.
Re: Re: Miliony rokov vs. sekundy
Petr Vojvodik,2022-10-27 19:45:03
Problém je v mainstremu. Ten je ovládán.
Takové QI od Mike Mcculocha nikde v mainstreamu nenajdete.
Přitom vysvětluje to, čemu einstein nerozuměl. Navíc potvrzením bude mezihvězdný pohon.
Geofyzika země na potvrzení svých teorií čeká 100 let.
Zato teorie oteplování už dostala několik nobelovek...
Re: Re: Re: Miliony rokov vs. sekundy
Jirka Naxera,2022-10-27 22:13:58
Proboha, co to je? cit:
"Quantized Inertia further predicts that for objects with very low accelerations, such as stars at the edges of galaxies, the Rindler horizon moves so far back that it is close to the cosmic horizon so the waves of Unruh radiation are now damped equally all around, and the mechanism of inertia collapses."
Víte, co je Rindlerův horizont? Pokud máte objekt s konstantním zrychlením, tak na té straně, odkud odlétá, po čase začně ulétávat i světlu a vznikne tam (nepravý) horizont, na kterém samozřejmě probíhají kvantové jevy (Unruhova radiace jako důsledek QFT v zakřiveném časoprostoru, v principu to samé co je Hawkingova radiace...).
ALE. Jakmile přestanete zrychlovat, ten horizont prostě zmizí (to světlo Vás pak prostě doletí vkonečném čase). Stejně tak, proPřírodu, jak je možné uvažovat o Rindlerově horizontu v případě kruhového pohybu hvězdy?
Druhá věc, i pro normální zrychlení, Unruhova radiace je naprosto zanedbatelná. Teplota reliktního záření je něco pod 4K, teplota Unruhovy radiace pro zrychlení, když to autem napálíte plnou rychlostí do betonové zdi (z 40m/s na 0 na 2 metrech to máte 100ms, zrychlení je 400m/s^2, Vás to rozmačká a Rindlerův horizont Vás osvítí úžasně mocným zářením s teplotou 1.6* 10^-18K - to je skoro o dvacet řádů méně, než je nerovnoměrnost CMB...)
Myslím, že pana Einsteina z nepochopení alespoň v tomto případě obviňujete neprávem.
Re: Re: Re: Miliony rokov vs. sekundy
Jirka Naxera,2022-10-27 22:30:53
A ještě jeden comment (jestli to má cenu)
"[inertia] but it has never been explained"
Tak nevím, asi si pustím znovu přednášku prof. Kulhánka o teorému Noetherové, ale tak nějak bych očekával, že setrvačnost (v Minkowského prostoru) bude přímý důsledek některých ze symetrií Lagrangiánu.
Řečeno lidsky, pokud je Vesmír ve všech směrech stejný (to je myslím celkem akceptovatelný předpoklad) a vy jste v soustavě, ve které se něco nepohybuje, tak ten předmět prostě zůstane v klidu i nadále právě proto, že všechny směry jsou ekvivalentní a tudíž neexistuje preferovaný směr, kterým by se rozletěl.
Stejně tak z jiné, experimentálně velmi dobře ověřené Lorentzovské symetrie v kombinaci s předchozím přímo plyne to, že i když jste v jiné soustavě vůči které se pohybuje, tak zůstane veektor rychlosti pohybu zachován.
Jinak řečeno, čistě fyzikálně (otázky proč jsou fyzikální zákony (potažmo Vesmír samotný) takové jaké jsou patří do filosofie, naopak otázky podle jakých zákonů se Vesmír chová do fyziky) nějaký zvláštní problém se setrvačností nevidím.
Re: Re: Re: Re: Miliony rokov vs. sekundy
Petr Vojvodik,2022-10-27 22:46:15
Potíž je, že vesmír není ve vsech směrech stejný. Zkuste si představit gravitaci a elmag silu jako jden kvantový jev částic. Pak vám vyjde pole, které někam směřuje.
Kulhánek je v zajetí staré fyziky.
A mainstream je AI.
Re: Re: Re: Re: Re: Miliony rokov vs. sekundy
Jirka Naxera,2022-10-28 02:10:04
Sorry, to jsou naprosto prázdná slova, "jeden kvantový jev částic". Stejně nevím, co si představujete pod "směřováním pole". Myslíte tím Kaluza-Kleinovy teorie?
Re: Re: Re: Re: Re: Miliony rokov vs. sekundy
Jirka Naxera,2022-10-28 02:10:29
Zkuste to vyjádřit matematicky.
Re: Re: Re: Re: Re: Miliony rokov vs. sekundy
Jirka Naxera,2022-10-28 02:19:59
A jinak je od Vás hezké, že se strefujete do prof Kulhánka, který "se provinil" jen tím, že v přednášce vysvětluje mnohem starší matematický teorém https://en.wikipedia.org/wiki/Noether's_theorem který je mnohem obecnější.
Re: Re: Miliony rokov vs. sekundy
Mirek Bautsch,2022-10-27 19:49:33
Že je Země kulatá se vědělo už ve starém Řecku. I ve středověku nikdo nepochyboval o kulatosti zeměkoule. Kolumbus by byl podle vás upálen. Vygooglete si jak starý je nejstarší glóbus. Mýtus o nevzdělaném středověku vznikl za francouzské revoluce, kdy se "pokrokoví revolucionáři" chtěli odlišovat od zaostalé monarchie a vymyšlenými pomluvami tuto dobu očerňovali.
Re: Re: Re: Miliony rokov vs. sekundy
František Kroupa,2022-10-27 22:35:52
Ano, je potřeba se vrátit před Velkou francouzskou revoluci. Ta rozvrátila odvěké, bohem dané uspořádání společnosti. Tohle už jsem po roce 1990 několikrát zaslechl.
O kulatosti Země se ve starém Řecku vědělo, ovšem jako o jedné z teorií. Při Kolumbově plavbě byly obavy, jestli na konci světa někam nespadnou, a církvi pak trvalo přes sto let, nežli připustila skutečnou podobu Země jako koule. Geocentrický model není v rozporu s plochou Zemí, těm sférám je jedno, jestli se otáčí kolem kolem koule nebo placky.
Re: Re: Re: Re: Miliony rokov vs. sekundy
Jirka Naxera,2022-10-28 02:37:47
Mimochodem, dovolím si Vás doplnit ještě o to, že geocentrický model (a specificky Ptolemaiovy epicykly) není ani v rozporu s dnešními znalostmi a pozorováním, už proto, že v něm z principu lze libovolně přesně vyjádřit polohu nebeských těles. *) Jen je zbytečně komplikovaný a nepřináší žádný vhled do problematiky, takže je mnohem výhodnější použít model heliocentrický (kromě oběhu satelitů kolem Země...) a k tomu kartézské nebo polární souřadnice, ve kterých Keplerovy zákony vypadají asi nejlépe.
*) však *centrismus není nic jiného než volba konkrétní vztažné soustavy, což se bere na střední, a věřím, že každý, kdo přišel do styku s Fourierovou transformací jí v epicyklech pozná na první pohled.
Re: Re: Re: Re: Re: Miliony rokov vs. sekundy
František Kroupa,2022-10-30 00:03:42
Samozřejmě máte pravdu. Ptolemaiova teorie (epicykly) byla v lepší shodě s pozorováními nežli Koperníkova teorie (kruhové dráhy planet), až Kepler to rozštípl (eliptické dráhy planet); to tady ale všichni vědí :-).
Další problém spočíval v tom, že s nástupem moderní optické astronomie a jejími objevy by bylo potřeba pro každý nový objekt (typicky planetky) zavést novou sféru.
Re: Re: Miliony rokov vs. sekundy
Jan Krásenský,2022-10-27 20:02:56
"Celý středověk si tehdejší vědci "mysleli", že Země je placatá a kdo si to nemyslel, mohl skončit na hranici."
A od devatenáctého století, kdy tuhle blbost vypustil nějaký nenávistný protestant, ji osvícení a pokrokoví intoši opakují. Celý středověk až po začátek novověku učili na univerzitách a církev (katolická a pravoslavná) přijímala až do Keplera Ptoleimaovský geocentrický model Sluneční soustavy ( https://cs.wikipedia.org/wiki/Geocentrismus ) Mrzí mne, že v době "zostřeného boje" proti dezinformacím, tato nestoudná pomluva nechává elfy, vědce i tento web zcela netečné.
Re: Re: Miliony rokov vs. sekundy
Jirka Naxera,2022-10-27 21:57:51
Proboha, co je tohle zase za propagandu?
To, co se hlavně studentům STEM oborů vštěpuje do hlavy jako první je to, že mají používat vlastní mozek, že pokud se jim něco nezdá, tak se mají hned zeptat a nechat si to vysvětlit, o tom, že ve vědě neexistuje žádná autorita a základem vědecké metody je pochybnost.
Pokud se Vám nezdá nějaké tvrzení, není dnes problém si ho ověřit. Pravda, znamená to trochu víc práce, než bez pochopení vygooglit a naplácat na jednu hromadu mraky nesmyslů jak to dělají např. plochozemci, ale pokud pochybujete o nějaké rozšířené teorii, nené takový problém se jí naučit (pokud neděláte aktuální výzkum, ale jen se učíte nějakou vědní oblast, tak to zdaleka není tak složité když už cestu někdo moudrý vyšlapal).
Nevěříte astronomům? Však si kupte teleskop a ověřte si to na vlastní oči / kameru.
Nevěříte fyzikům s relativitou? Sežeňte si skripta na diferenciální geometrii, speciální a obecnou relativitu, naučte se to a když se Vám něco nebude zdát, můžete to přepočítat a ukázat, kde se pletou.
Nevěříte matematikům? Tam je to ještě snadnější, tam stačí najít chybu v důkaze. atd.
Tím netvrdím, že ve vědě je všechno úplně čisté. Jako kdekoli, lidé mají spoustu chyb, někteří podvádějí zcela úmyslně, mnohem větší počet vědců se dopouští různých chyb nevědomky (na téma různých biasů by se daly psát a píšou knihy), chyb a omylů je historie vědy také plná. Každopádně ale to co píšete na adresu vědců je naprosto mimo.
Re: Miliony rokov vs. sekundy
Jirka Naxera,2022-10-28 03:22:39
Pfff nějakejch 13 řádů je nuda. Kosmologická konstanta je 10^-48GeV, když spočítáte energii vakua = kvantovému poli bez částic (není to to samé jako nejnižší energie, ty dva operátory nekomutují), tak dostanete polovinu všech energií až k Planckově škále jake energii vakua někde kolem 10^72GeV, což nám hapruje o krásných 120 řádů ;-)
Nebo co se týče omylů, jistý pan Einstein, když přišel s jeho slavnou rovnicí G_ik = T_ik *), tak dlouho nevěřil, že to k něčemu bude kvůli neobyčejné výpočetní složitosti. Až se objevil pan Schwartzschild, kterej netušil že to nejde, a ve své neznalosti kromě prvního přesného řešení oněch rovnic mimochodem objevil i černou díru. https://en.wikipedia.org/wiki/Karl_Schwarzschild
Ale zpěk k tetrataenitu - až na výše uvedené notoricky známé veselé omyly a spoustu dalších, snad je pochopitelné, že něco jiného je technologický průlom, kdy prvně nevíme jak na to a pak najednou víme - ať už jde o výrobu magnetu, nebo rozklad PETky v přírodě, nebo třeba výrobu grafenu, mnohem dříve objev katalýzy apod.
U těch kontinentálních desek ale jde o problém ne technologický, ale fundamentální. Samozřejmě platí zákon setrvačnosti, zachování energie apod. a třeba jen pozorování, že Země je vodní planeta a ne roztavená koule magmatu dává jisté vodítko, o jak moc rychlejší pohyb kontinentů přichází v úvahu... Stejně tak dost blbě budete ukecávat radioizotop v té geologické vrstvě, aby se rozpadal milionkrát rychleji, jen aby zmátl vědce ;-)
*) ve vhodně zvolených jednotkách
Re: Miliony rokov vs. sekundy
Radoslav Porizek,2022-10-28 07:46:57
Clanok je vlastne reklama autorov objavu, ktori sa ho snazia co najlepsie predat. Preto ho treba brat s rezervou.
Tetrataenite nepoznam, ani som si dotatocne nedostudoval, tak len tak napmatkovo: na Wiki sa nepise, ze by musel vznikat miliony rokov, len ze ho typicky nachadzame v pomaly chladnucich meteoritoch https://en.wikipedia.org/wiki/Tetrataenite . Co iba naznacuje, ze by mozno mohol potrebovat dlhu dobu na svoj vznik.
Re: Re: Miliony rokov vs. sekundy
Petr Mikulášek,2022-10-28 19:25:39
Tak o vlastnostech materiálu rozhoduje obvykle kromě složení i jeho struktura (asi nejčastější příklad je grafit vs. diamant) a o struktuře zase podmínky tuhnutí - majoritně teplota, tlak a rychlost ochlazování (jak u oceli, kalení a popouštění).
Tady bych spíš myslel, že předpokládali krystalizaci dlouhou dobu (s malým teplotním gradientem) a povedlo se jim zjistit, že správná koncentrace správné příměsi tomu dá za určitých podmínek grády.
Pokud si to po těch desítkách let od přednášky o výrobě plastů ve škole pamatuju, tak vyrobit obyčejný PET byl problém kvůli tlakům a teplotám. Pak prý někde v laborce chlápek nechtěně podrápal výstelku platinové nádrže a ukázalo se, že s platinou coby katalyzátorem to jde za nižších tlaků a teplot. No a z PET se kvůli snadnosti výroby stal nejpoužívanější plast. A taky se v době tohoto objevu dalo stejně polemizovat, že si někdo s nějakým plastem dělá PR...
Počkejme pár let a uvidíme, co z toho bude
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
