稀土:生活中必不可少的资源
据西班牙《邮报》网站2月27日报道,从我们起床开灯那一刻开始,到用微波炉加热食物,开车,用手机发送消息,用平板电脑看电影,用电脑写作,乘飞机度假,甚至进行核磁共振检查……我们在不知不觉中生活在一个稀土时代。这些矿物是乌克兰总统泽连斯基为了让美国总统特朗普不放弃他们在与俄罗斯的战争中的支持而让步的资源。有人甚至断言,如果没有稀土,世界科技将倒退到上世纪60年代的水平。
稀土共有17种,但它们既不是“土”也不“稀有”。“土”这一称呼源于17和18世纪化学家的术语习惯,而“稀有”并不意味着它们真的稀缺。其中最丰富的铈,在地球上的储量与铜相当,是锡或银的30到800倍。之所以被称为“稀有”,是因为它们很少以纯净形式存在。它们的名字听起来像是来自《指环王》:钪、钇、镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱和镥。它们被广泛应用于我们的日常生活中,被称为“21世纪的石油”。
手机:镧、镨、钕、铕、钆、铽、镝
任何智能手机都含有多种这些金属。没有它们,手机屏幕将无法正常工作。屏幕中含有镧、铽、镨、铕、镝和钆等元素,它们确保屏幕能够正确发光。钕、镨和钆的合金也是手机扬声器和麦克风中磁铁的关键材料。
电视:铕、铽
与手机类似,LCD(液晶显示屏)和LED(发光二极管)屏幕中含有铕和铽,它们激活荧光粉,使图像更加清晰。平板电脑和个人电脑也是如此。
电动汽车:镧、镨、钕、铽、镝
如果没有稀土,电动汽车和混合动力汽车将无法制造出来。大多数电动汽车的电机依赖于含有这些金属的永磁体。例如,铽用于提高电机的耐热性,而钕则使电机更紧凑和高效。镝和镨的使用较少,但后者可以提高磁铁的耐腐蚀性。在电池中,这些金属增加了能量密度,从而提高了充电能力。对于混合动力汽车,镧是镍氢电池的关键元素,这是一种替代常见锂电池的选择。
飞机:钪、铕
钪用于飞机的机身,特别是与铝的合金中,以改善铝的特性。这种合金使部件更轻、更坚固,并且更耐腐蚀。其他稀土如铕则出现在屏幕和其他电子组件中,如前所述。
灯泡:钇、铈
如今最高效的灯泡是LED灯。它们可以持续发光7万小时。LED灯含有大量金属,包括一些众所周知的金属如金和银,以及一些不太常见的金属如铟或钯。但它们也含有少量稀土,如铈和钇,这些元素对产生白光至关重要。
冰箱:镨、钕
稀土也存在于厨房中,特别是在冰箱里。镨和钕是冰箱电机的关键材料,使电机更小、更安静。它们出现在最高效的冰箱型号中,这些冰箱像电动汽车的电机一样,采用了永磁体。
微波炉:钕
每次我们用微波炉加热食物时,钕都在帮助旋转盘电机工作。它还存在于磁控管中,这是产生微波加热食物的部件。
自清洁烤箱:铈
一些自清洁烤箱使用氧化铈。它存在于烤箱内壁的涂层中,其作用是在清洁系统启动时帮助分解食物残渣和油脂。
核磁共振:钆
医学领域也在利用这些材料。核磁共振等常见检查使用一种称为对比剂的物质,以提高身体某些部位的可见性。其中最常用的是钆,由于其磁性特性,能够生成更清晰的图像。(编译/韩超)