英国与奥地利科学家开发出有机会替代稀土的物质,未来实验室制造出来的“人工宇宙磁铁”,有望应用在风力发电、电动汽车上。
稀土是制造永磁体的重要元素,更是发展再生能源、电动汽车的重要基石,只是目前世界上所有稀土元素几乎来自中国,为了降低环境影响与避免供应链风险,许多科学家正寻找替代方案,而过去也确实不到到解决方案,也就是来自宇宙的“正方镍纹石(Tetrataenite””。
不过正方镍纹石来源不简单,这种铁镍合金有着特定有序原子结构,铁跟镍原子要花几百年才能在陨石中排列成特定顺序,最后形成类似稀土磁铁的宇宙磁铁。
1960年代科学家们通过用中子轰击铁镍合金来人工形成正方镍纹石,但很明显这种昂贵复杂且不切实际的方法很不适合规模商业化,现在剑桥大学团队与奥地利科学家携手环来更快速有效的解决方案,不需要数百万年的冷却或是中子辐射,只要添加磷就可大量生产出镍纹石。
研究团队指出,陨石中的磷可以加速铁和镍原子移动速度,能够形成必要的有序堆栈,不需等待数百万年,只要混合适量的铁、镍和磷,就能够将正方镍纹石的形成速度提高11到15个数量级,几秒钟就可以形成。
剑桥大学材料科学与冶金系教授Lindsay Greer表示,基本上不需要特别处理,只要将合金熔化,倒进模具后就成功制造出正方镍纹石了,过去除非我们做一些极端实验,否则无法制造出正方镍纹石,新研究完全颠覆我们对材料的看法。
但话说如此,就算团队已经找到快速有效的方法来制造正方镍纹石,但还需要做的研究与工作来确定任可不可以用来制造高性能磁体,未来还需要与磁铁制造商合作探讨,同时这项研究也可能会让天文学家开始设想,是否需要花几百万年才能在陨石中形成正方镍纹石。
(首图来源:剑桥大学)