ایسنا در گزارشی از نقش عناصر کمیاب در فناوریهای نوین نوشت. خلاصهای از این گزارش با اندکی تغییر در ادامه از نظر میگذرد: انقلاب صنعتی اول با دگرگونیهای بزرگ در صنعت، کشاورزی، تولید و ترابری در بازه زمانی سال ۱۷۶۰ تا سال ۱۸۴۰ میلادی رخ داد، ابتدا در انگلستان آغاز شد و سپس به اروپا و امریکا راه یافت و این تحولات با صنعتی شدن کارخانهها و صنایع و به ویژه استفاده از نیروی ماشین به جای نیروی انسان رقم خورد. در انقلاب صنعتی دوم، موسوم به «انقلاب فناوری» که نیمه دوم سده نوزدهم تا جنگ جهانی اول را شامل میشود با ویژگیهایی، چون فرآیند بسمر (اولین فرآیند صنعتی ارزان قیمت، برای تولید انبوه فولاد از آهن) در دهه ۱۸۶۰ میلادی همرا بود و بیشتر با تجهیز کارخانجات به برق، تولید انبوه و خط تولید شناخته میشود و با توسعه خط آهن، تولید آهن و فولاد در مقیاس انبوه، کاربرد گسترده ماشین آلات در تولید کارخانهای، افزایش شدید استفاده از نیروی بخار و ارتباطات الکتریکی شکل گرفت تا بشر گام بلندتری به سوی زندگی مدرن بردارد.
پس از این دوره، انقلاب صنعتی سوم در دهه ۱۹۵۰ میلادی شروع شد که البته تاکنون نیز ادامه دارد و در آن به ویژه استفاده از عناصر و فلزاتی با ویژگیهای خاص در فناوریهای مدرن هر روزه با رشد چشمگیرتری همراه میشود... عناصری که میتوانند نقش بسیار تعیینکنندهای در انقلاب صنعتی چهارم داشته باشند.
این عناصر یا خاکهای کمیاب، هزاران نیاز مختلف را برآورده میکنند. برای مثال، «سریم» به عنوان کاتالیزور برای پالایش نفت استفاده میشود و «گادولینیوم» نوترونها را در راکتورهای هستهای جذب میکند، اما برجستهترین قابلیتهای این عناصر در درخشندگی و مغناطیس آنها نهفته است. رنگآمیزی صفحهنمایش گوشیهای هوشمند، نشان دادن صحت اسکناسهای یورو و تقویت سیگنالها از طریق کابلهای فیبر نوری در کف دریا از جمله موارد زیادی است که به این عناصر کمیاب متکی است.
نگاهی به کاربرد فلزات در تکنولوژی
برخلاف عناصر کمیاب زمین، فهرست مشخصی از فلزات مورد استفاده در تکنولوژی وجود ندارد. فلزات مورد استفاده در تکنولوژی اغلب به عنوان فلزات نسبتاً کمیاب در نظر گرفته میشوند که معمولاً در دستگاههای با فناوری پیشرفته استفاده میشوند. برای مثال:
«سریم» در لامپها، تلویزیونها و اجاقها استفاده میشود. «دیسپروزیم» در آلیاژهای مورد استفاده در توربینهای بادی، وسایل نقلیه الکتریکی و راکتورهای هستهای استفاده میشود. «اربیوم» در لیزر و کابلهای فیبر نوری استفاده میشود. «یوروپیوم» در لامپها، راکتورهای هستهای و لیزر استفاده میشود. «گادولینیوم» در آهنرباها، راکتورهای هستهای و تصویربرداری رزونانس مغناطیسی (MRI) استفاده میشود. «هولمیوم» در آهنرباها و راکتورهای هستهای استفاده میشود. «لانتانیم» در آلیاژهایی که در باتریها و وسایل نقلیه هیدروژنی استفاده میشود مورد استفاده قرار میگیرد. «لوتتیم» به عنوان کاتالیزور در پالایشگاهها استفاده میشود. «نئودیمیم» در آهن ربا و لیزر استفاده میشود. «پرازئودیمیم» در موتورهای هواپیما، کابلهای فیبر نوری و آهنرباها استفاده میشود. «پرومتیم» در ضربانسازها و موشکهای هدایت شونده استفاده میشود.
«ساماریوم» در دستگاههای مایکروویو و آهنربا استفاده میشود. «تربیوم» در لامپها، دستگاههای حافظه و اشعه ایکس استفاده میشود. «تولیوم» در لیزر استفاده میشود. «ایتربیم» در نمایشگرها، دستگاههای اشعه ایکس و کابلهای فیبر نوری استفاده میشود. «ایتریم» (Yttrium) در رادارها و به عنوان یک افزودنی در آلیاژهای مورد استفاده در دستگاههای با تکنولوژی بالا استفاده میشود. «اسکاندیم» برای پیلهای سوختی و آلیاژهای مورد استفاده در هواپیماهای جت استفاده میشود. «کبالت» در سوپر آلیاژها، توربینهای جت و باتریهای قابل شارژ استفاده میشود.
«لیتیوم» معمولاً در باتریها استفاده میشود. «تانتالیوم» در خازنها، مقاومتها و سایر تجهیزات الکترونیکی استفاده میشود. «ایندیوم» اغلب در صفحه نمایش LCD استفاده میشود. «گالیوم» در مدارهای مجتمع، الای دی و نیمه هادیها استفاده میشود. «نیوبیم» در آلیاژهای فولادی که بخشی از موتورهای جت و موشکها هستند استفاده میشود. «سلنیوم» در فتوسلها و یکسوکنندهها استفاده میشود. «زیرکونیوم» در نیروگاههای هستهای استفاده میشود.
خاکهای کمیاب کوانتم را هم پیش میبرند
در آینده خاکهای کمیاب حتی ممکن است محاسبات کوانتومی را پیش ببرند، در حالی که رایانههای معمولی از بیتهای باینری صفر و یک استفاده میکنند، رایانههای کوانتومی از کیوبیتها استفاده میکنند که میتوانند دو حالت را به طور همزمان اشغال کنند... روزی دانشمندان کامپیوتر حتی ممکن است از خواص درخشندگی خاکهای کمیاب در کیوبیت برای به اشتراک گذاشتن اطلاعات بین رایانههای کوانتومی و تولد یک اینترنت کوانتومی استفاده کنند.
عناصر کمیاب زمین در کجاها یافت میشوند؟
ذخایر شناخته شده این عناصر کمیاب زمین در چند کشور در سراسر جهان یافت میشود. چین، برزیل، ایالات متحده امریکا، ویتنام و روسیه بیش از ۷۵ درصد از ذخایر شناخته شده عناصر کمیاب زمین را در اختیار دارند، اما وقتی صحبت از تولید این فلزات و عناصر خاکی کمیاب میشود، تصویر متفاوت به نظر میرسد. ایالات متحده از دهه ۱۹۶۰ تا ۱۹۹۰ با استفاده از معدن گذرگاه کوه در کالیفرنیا، تولیدکننده پیشرو عناصر کمیاب زمین در جهان بود، اما اخیراً، چین در تولید این عناصر کمیاب زمین در جهان پیشتاز است و از دهه ۱۹۹۰ این کار را انجام داده است. شاید خیلی زود باشد که دقیقاً پیشبینی کنیم که عناصر یا همان فلزات یا خاکهای کمیاب چگونه بر گسترش این فناوریهای رو به رشد تأثیر خواهند گذاشت، اما ممکن است که فناوریهای جهان، در آینده به عناصر کمیاب بیشتری نیاز داشته باشند و این احتمال وجود دارد که در آینده این موضوع باعث تغییراتی در سیاستهای کشورهای قدرتمند جهان شود.
