Tetrataenit z meteoritu v Mexiku. Kredit: Robert M. Lavinsky.

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. Kredit: University of Cambridge.

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.

Logo. Kredit: University of Cambridge.

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

New Atlas 25. 22. 2022.

Advanced Science online 25. 10. 2022.