За последние пять лет резко подскочили цены на металлы, включая драгоценные. Значительно подорожала медь: в 2020 году она стоила $5000 за тонну, а сейчас — уже $8300. Из-за этого несколько китайских полупроводниковых компаний сообщили о повышении цен, передаёт Digitimes. В обозримом будущем это может затронуть куда больше производителей электроники.

Источник изображения: Pete Linforth / pixabay.com

Некоторые компании, включая производителя защиты аккумуляторных цепей ICM, а также фирму Yaxin Microelectronics, которая занимается проектированием, упаковкой и тестированием микросхем, письменно проинформировали своих клиентов, что они повышают цены на 10–20 % по всем направлениям. В качестве причины этой меры большинство подобных компаний указывает постоянный рост цен на металлы, включая драгоценные.

О повышении цен также объявили HaloChip, Chiplink, TG-Star Electronics Technology, Sanliansheng и Kangqiang Electronics — названия этих компаний не на слуху, но они поставляют важные компоненты, используемые в большинстве современных смартфонов, компьютеров и другой электронной продукции. Эти производители полупроводников находятся в Китае, но поставляют свою продукцию компаниям по всему миру. Например, в число клиентов Smart Chiplink входят Broadcom, Texas Instruments, Intel/Altera и Analog Devices. Это значит, что повышение цен дойдёт до конечной продукции и в конечном итоге скажется на потребителях.

Возврата безумных цен на видеокарты, как это было в эпоху пандемии, не ожидается, и даже запрещённая для поставок в Китай Nvidia GeForce RTX 4090 тоже едва ли начнёт стремительно дорожать, но рост цен на сырьё ударит и по другим производителям. Ведь золото и медь используются почти во всех электронных устройствах и компонентах от игровых ПК до карт памяти. Это также повлияет на товары вне рынка бытовой электроники как таковой: электронные компоненты используются и в индукционных печах, и в электромобилях — от поставок полупроводников от мелких поставщиков зависит даже TSMC. Ожидается, что цены на металлы продолжат расти, а значит, производители полупроводников будут и дальше повышать цены. В итоге дорожать будет всё, где есть чипы.

В руки популярного оверклокера и видеоблогера Романа «der8auer» Хартунга (Roman Hartung) попала очень необычная система охлаждения Danamics LMX. Энтузиаст назвал её «возможно, самым опасным процессорным кулером» в мире.

Источник изображений: YouTube / der8auer

Danamics LMX внешне похож на обычную однобашенную воздушную систему охлаждения с несколькими теплопроводящими трубками. Его главная особенность заключается в том, что внутри его тепловых трубок находится жидкий металл. При этом речь идёт не об обычном сплаве из галлия, индия и олова, который der8auer часто рекламирует в качестве отличного термоинтерфейса для передачи тепла от процессора к системе охлаждения, а о сплаве из двух щелочных металлов — натрия и калия. Этот сплав химически агрессивен и может воспламеняться на воздухе и при контакте с водой.

По словам der8auer, процессорный кулер Danamics LMX представлял собой попытку увеличить эффективность традиционных теплопроводящих трубок. Отмечается, что разработчики из Danamics занимались исследованиями возможности использования сплавов жидких металлов в тепловых трубках процессорных кулеров ещё с 2008 года, а может и раньше. Однако модель кулера LMX, оказавшаяся в руках немецкого энтузиаста, была выпущена в ограниченном количестве в начале 2010 года.

В ходе исследования кулера Danamics LMX оверклокер выяснил, что теплоёмкость сплава жидкого металла в составе этой системы охлаждения всего на четверть выше, чем у воды. Но в то же время его теплопроводность в 30 раз выше. Хотя последняя характеристика впечатляет, в условиях закрытого компактного контура теплотрубок в составе процессора она практически не имеет никакого значения.

Другой особенностью кулера Danamics LMX является его оснащение специальной помпой. Она установлена в верхней части системы охлаждения и спрятана под крышкой. Выше на изображении можно видеть помпу со снятой крышкой. Это неодимовый электромагнитный насос, питающийся от довольно толстых кабелей, рассчитанных на силу тока 30 А. При работе кабели весьма заметно греются до 40–50 градусов Цельсия, отметил энтузиаст.

Эффективность системы охлаждения Danamics LMX энтузиаст проверил в синтетических и игровых тестах. Для сравнения der8auer взял обычный воздушный процессорный кулер Noctua NH-U12A с одним 120-мм вентилятором. В основе тестовой системы использовался флагманский процессор Intel Core i9-12900KS.

В играх определить явного победителя между двумя кулерами не удалось. Обе системы охлаждения показали в целом похожие результаты. Синтетический тест Cinebench предоставил более ясную картину. Обычный воздушный кулер Noctua оказался на 5–6 градусов эффективнее. В то же время der8auer отметил, что с учётом возраста Danamics LMX показал себя весьма неплохо. Однако теплопроводящие трубки с обычным хладагентом в составе процессора Noctua всё же оказались эффективнее сплава жидкого металла из натрия и калия.

Оказала ли именно разработка кулера Danamics LMX влияние на дальнейшую судьбу компании — неизвестно. Но компания, разработавшая данную систему охлаждения, закрылась в том же 2010 году. До наших дней сохранились лишь несколько прототипов и ранних образцов кулера LMX, которые в своё время рассылались обозревателям и тестировщикам.

В заключении к видео Роман Хартунг поразмышлял об опасности транспортировки кулеров LMX. Ведь любая авария с повреждением даже одной такой системы охлаждения могла бы обернуться значительно более серьёзной катастрофой.

В поисках альтернативы редкоземельным металлам — ключевым компонентам современных технологий — учёные обратили внимание на тетратенит. Это редкий сплав, впервые найденный в метеорите, который может стать революционным решением для производства электроники и современной техники, и даже предложить альтернативу редкоземельным металлам. Учёным удалось искусственно синтезировать данный сплав.

Источник изображения: Rob Lavinsky / iRocks.com, cam.ac.uk

27 июня 1966 года над городом Сент-Северен во Франции пронёсся метеорит весом 113,4 кг, который вскоре упал на землю, оставив после себя воронку глубиной около 61 см и шириной 76 см. Исследователи из Национального музея естественной истории Франции (NMNH) обнаружили в этом метеорите редкий металл — тетратенит.

Тетратенит — это металл с тетрагональной структурой, состоящий из тенита, сплава никеля и железа. Его свойства схожи со свойствами редкоземельных металлов, используемых для создания мощных магнитов, которые применяют в потребительской электронике, электромобилях, военной технике и системах возобновляемой энергетики. «Редкоземельные металлы идут в абсолютно жизненно важные сегменты промышленности и технологий. Они являются ключевыми компонентами для вычислительной техники, а также для всех новых технологий, которые служат топливом или поддержкой энергетического перехода», — заявил Ариэль Коэн (Ariel Cohen), старший научный сотрудник Атлантического совета (Atlantic Council).

В 2022 году команда из Университета Кембриджа (University of Cambridge) под руководством Линдси Грира (Lindsay Greer) объявила о синтезе тетратенита из железа и никеля — одних из самых распространённых металлов на Земле. Этот искусственно созданный металл может заменить редкоземельные металлы, такие как неодим и празеодим, в будущем.

Почти одновременно с этим инженеры из Северо-Восточного университета (NEU) в Бостоне также заявили о своём методе производства тетратенита. Их метод, разработанный под руководством доктора философии и профессора химического машиностроения Лоры Льюис (Laura Lewis), был аналогичен методу Грира, но с одним отличием: в процессе охлаждения расплава команда Льюис применяла «экзистенциальное напряжение», что позволило атомам внутри образовать тетрагональные структуры, характерные для тетратенита.

Спрос на редкоземельные металлы растёт, а их добыча происходит только в нескольких местах в мире и связана с экологическими рисками. Китай контролирует 70 % мирового производства редкоземельных металлов и угрожает сократить его поставки недружественным странам.

Однако благодаря исследованиям учёных, которые синтезировали тетратенит, этот металл может стать реальной альтернативой редкоземельным металлам и предложить экологически чистую альтернативу. Льюис подчёркивает: «Это больше, чем просто дефицит. Потому что методы, необходимые для переработки добываемой из земли руды, действительно экологически опасны, я бы сказала, даже вредны».

Промышленное производство тетратенита остаётся сложной задачей, которую учёные пока ещё только пытаются решить. Несмотря на значительные успехи в лабораторных условиях, на данный момент исследовательские группы, включая команду Грира и Льюис, способны получать лишь микроскопические количества этого уникального металла. Грир с оптимизмом смотрит в будущее, но также признает, что путь от лабораторных экспериментов до массового производства тетратенита ещё долог и требует дополнительных исследований и инноваций.

Тетратенит может стать ключом к созданию более устойчивого и экологически безопасного будущего в области производства электроники и технологий. Если учёные смогут преодолеть технические препятствия, связанные с его производством, этот металл может изменить глобальные цепочки поставок и уменьшить зависимость от редкоземельных металлов. Возможно, ответ на наши технологические и экологические вызовы пришёл прямо из космоса.

Американская компания Apple ранее объявила об отказе от использования в своих устройствах металлов из России. Теперь же стало известно, что примеру производителя iPhone последовала Intel. При этом Google, выпускающая смартфоны Pixel, и Microsoft, производящая игровые консоли, продолжают использовать российские вольфрам, золото и тантал. Об этом пишет «Коммерсантъ со ссылкой на отчётность об использовании металлов компаний Intel, Alphabet и Microsoft в 2022 году.

Источник изображения: Pixabay

В отчёте Intel говорится, что компания отказалась от использования российских вольфрама, тантала и золота из-за ситуации на Украине. Отчётность двух других компаний указывает на то, что они пока не последовали аналогичным путём. Что касается сферы применения упомянутых металлов, то Google может использовать их при производстве смартфонов Pixel, а Microsoft в своих планшетах, ноутбуках и других устройствах семейства Surface, а также в игровых консолях Xbox. Напомним, в апреле этого года стало известно, что Apple отказалась от экспорта металлов из России.

«Скорее всего, со временем Google и Microsoft присоединятся к Intel и также сообщат, что переходят на альтернативные источники поставок из-за угрозы штрафов со стороны правительства США», — считает Олег Изумрудов, исполнительный директор Консорциума российских разработчиков систем хранения данных. По его мнению, американские компании продолжат закупать российское сырьё через третьи страны, поскольку Россия входит в тройку крупнейших экспортёров вольфрама, тантала и золота для электроники. Он также добавил, что из-за усложнения схем импорта стоимость устройств может вырасти на 10 % и более.

Министерство энергетики США выделяет $32 млн на проведение проектно-конструкторских работ по разработке установок для извлечения редкоземельных и редких элементов из каменного угля и его отходов. США импортирует свыше 80 % необходимых для экономики редкоземельных и редких элементов, тогда как запасы угля в стране колоссальные. Для властей было бы желательно сохранить угледобывающую отрасль и с толком использовать этот ископаемый ресурс.

Источник изображения: Pixabay

Уголь и отходы угольного производства содержат широкий спектр ценных редкоземельных элементов, которые могут быть преобразованы в компоненты для производства продуктов на основе чистых энергетических технологий. В настоящее время в США насчитывается более 250 млрд т запасов угля, более 4 млрд т отходов угольного производства и около 2 млрд т угольной золы на различных площадках по всей стране. Из этого богатства (или мусора, как принято считать сегодня) необходимо научиться извлекать свыше 50 % (по массе) редкоземельных элементов и редких минералов и материалов.

Причём целевая задача состоит в том, чтобы научиться извлекать редкоземельные элементы в чистом виде или в качестве двойных соединений (солей), тогда как извлечение редких минералов является вторичной и не обязательной целью. Чистота полученного концентрата должна составлять не менее 75 весовых процентов, хотя в идеале нужно добиться 98 весовых процентов или выше, с последующей переработкой в чистые или двойные соединения редкоземельных элементов с концентрацией 90 % по массе.

Министерство намерено финансировать два уровня установок: промежуточную и демонстрационную. Промежуточная установка должна вырабатывать от 30 до 100 т смешанных редкоземельных оксидов/солей в год, а демонстрационная — от 1 до 3 т аналогичной продукции в сутки. Проекты будут финансироваться лишь в том случае, если заявители обоснуют экономическую целесообразность использования представленных установок и гарантируют достойные условия труда для рабочих, инклюзивность и экологическую безопасность.

Хотя крупнейшие производители электроники, включая Apple, объявили об отказе от закупки российских металлов из-за санкций, они всё равно приобретают сырьё российского происхождения. Как сообщает «Коммерсант» со ссылкой на экспертов, часто у соблюдающего санкционный режим бизнеса просто нет альтернативы, а чтобы не делать прямые закупки приходится прибегать к помощи посредников вроде Китая, Индии и Казахстана.

Источник изображения: yasin hm/unsplash.com

Журналисты ознакомились с отчётами об использовании ценных металлов крупнейшими производителями смартфонов — компаниями Samsung и Apple. По состоянию на март 2023 года Apple уже отказалась от использования российского вольфрама, тантала и золота, ссылаясь на требование американских властей. При этом компания признаёт, что всё ещё покупает вольфрам с завода «Молирен» в Московской области.

В то же время Samsung не демонстрирует даже намерений отказываться от российского сырья. Из отчётов техногиганта следует, что тантал, вольфрам и золото приобретаются у предприятий со всех концов России.

С введением антироссийских санкций компании вроде Apple и Samsung ограничили поставки в страну своей электроники. Одновременно закупки отечественного сырья, в первую очередь металлов для выпуска электронных компонентов, по данным «Коммерсанта», упали более чем на 70 %, но не прекратились полностью.

По мнению экспертов, если раньше Россия поставляла в США около 200 т вольфрама и менее 10 т золота ежегодно, то теперь это компенсируется поставками из других стран. По словам управляющего директора рейтинговой службы НРА Сергея Гришунина, «в целом можно говорить, что если американцы отказываются покупать металл в России, то им просто продают металл из другой страны, которая докупает его из РФ». По некоторым данным, главными покупателями металлов из России являются китайские компании, которые позже перепродают сырьё или готовые компоненты, которые и оказываются в составе тех же iPhone. Сама Apple, конечно, не занимается выпуском смартфонов и другой электроники, но этим заняты компании вроде тайваньской Foxconn и других партнёров вроде Quanta, Compal, Flextronics и Inventec.

По мнению экспертов, техногиганты вроде Apple продолжат использовать материалы российского производства, поскольку сложно найти сопоставимые по ценам альтернативные источники, хотя и не закупают его напрямую, а через другие страны, например, Казахстан. Samsung же продолжит покупать сырьё в России напрямую — тоже потому, что подходящие альтернативные поставщики, особенно тугоплавких и редкоземельных металлов, практически отсутствуют.

Хотя появление жидких роботов предсказывалось ещё в культовых фильмах о мрачном постапокалиптическом будущем в прошлом веке, команду китайских и американских учёных нисколько не напугали подобные «прогнозы» — они создали робота, способного переходить из твёрдого состояния в жидкое и обратно.

Источник изображения: Matter

Группа учёных из нескольких научных институтов Китая совместно с американскими коллегами из Университета Карнеги-Меллона использовала магнитоактивную материю (т.н. MPTM), способную менять состояние из твёрдого в жидкое и обратно под воздействием магнитного поля.

Робот создан из магнитных неодим-железо-борных микрочастиц, интегрированных в галлий — металл, который плавится при почти комнатной температуре в 29,8 градуса Цельсия. Под воздействием магнитных полей с заданными характеристиками он теряет форму и плавится без специального источника тепла.

Компания be quiet! представила блоки питания Pure Power 12 M стандарта ATX 3.0. Это уже вторая серия блоков питания производителя, соответствующая указанному стандарту. Ранее анонсировались флагманские модели Dark Power 13. В состав серии Pure Power 12 M вошли БП мощностью 550, 650, 750, 850 и 1000 Вт. Все имеют сертификаты эффективности 80 Plus Gold.

Источник изображений: be quiet!

Новинки используют топологию LLC, оснащены двумя линиями 12 В, предлагают наличие до четырёх разъёмов питания PCIe 6+2, а также по одному 12+4-контактному разъёму питания 12VHPWR, способных передавать до 600 Вт питания на видеокарту. Модели БП Pure Power 12 M мощностью 450 и 550 Вт передают 300 и 450 Вт по разъёму 12VHPWR соответственно.

Все новинки предлагают модульную систему кабелей и охлаждаются 120-мм вентиляторами. Блоки питания be quiet! Pure Power 12 M оснащены всевозможными видами защит, в том числе от перегрева, превышения по току, короткого замыкания, повышенного и пониженного напряжения. Для новинок заявляется 10-летняя гарантия производителя.

В продаже блоки питания Pure Power 12 M появятся с 7 февраля. Оцениваются новинки следующим образом:

• be quiet! Pure Power 12 M 550 Вт — $94,90 / €94,90;
• be quiet! Pure Power 12 M 650 Вт — $104,90 / €109,90;
• be quiet! Pure Power 12 M 750 Вт — $119,90 / €119,90;
• be quiet! Pure Power 12 M 850 Вт — $134,90 / €139,90;
• be quiet! Pure Power 12 M 1000 Вт — $164,90 / €169,90.

Вместе с блоками питания серии Pure Power 12 M производитель также представил два термоинтерфейса: термопасту DC2 с показателем теплопроводности 7,5 Вт/(м·K) и диапазоном рабочих температур от -20 до 120°C, а также жидкий металл DC2 Pro с теплопроводностью 80 Вт/(м·K) и рабочим диапазоном температур от 20 до 200 °C. Термопаста поставляется в шприце на 3 грамма, которого хватит на 9 использований. Запаса жидкого металла хватит на 10 применений.

Первый термоинтерфейс компания оценила в $7,90 / €7,90, второй — в $11,90 / €11,90. В продаже оба появятся одновременно с блоками питания серии Pure Power 12 M.

Немецкие астрономы обнаружили «бедное старое сердце» Млечного Пути — звёзды, которые существовали, когда галактика была молодой. Для этого они проанализировали данные европейского космического телескопа Gaia, расположенного в Китае спектроскопа LAMOST и полученного американским телескопом SDSS небесного обзора APOGEE.

Источник изображения: mpia.de

Возраст звезды выдаёт металличность — относительная концентрация элементов тяжелее водорода и гелия, причём «металлами» в данном случае условно называют неметаллические в традиционной химии элементы, в том числе углерод, азот и кислород. Эти элементы формируются в процессе ядерного синтеза, и когда звезда умирает, например, производя сверхновую, эти вещества высвобождаются и оказываются в облаках межзвёздного газа, из которых образуются более богатые металлами другие звезды. Таким образом, металличность старых звёзд ниже, чем новых.

В рамках нового исследования учёные Института Макса Планка искали самые бедные металлами звёзды в Млечном Пути, используя данные Gaia, LAMOST и APOGEE — эти инструменты дают самое полное представление о звёздах нашей галактики и об их составе. Для поиска самых старых звёзд они обучили алгоритм искусственного интеллекта (ИИ) распознавать данные звёзд, наблюдаемых Gaia — и в особенности тех, чья металличность была описана APOGEE. Когда ИИ вышел на необходимую точность, ему поручили основную часть исследования, в результате которого обнаружились звёзды наиболее возрастной группы.

Эту группу назвали «бедным старым сердцем» из-за большого возраста и низкой металличности. Они содержат большие объёмы неона, кислорода и кремния, которые образуются при бомбардировке атомов альфа-частицами или изотопами гелия-4. Предполагается, что они сформировали первоначальное ядро Млечного Пути — прочие же экземпляры предположительно появились после слияния с карликовыми галактиками.

Редкоземельные ресурсы на Земле постепенно становятся всё более ценными. Батареи, магниты, электродвигатели и электроника XXI века немыслимы без компонентов из редкоземельных элементов. Тем ценнее каждое открытое на Земле месторождение таких металлов и оно становится бесценным при находке в развитых странах, где всё давным-давно разведано. Например, как только что обнаруженное в Швеции крупнейшее в Европе месторождение редкоземельных металлов.

Месторождение редкоземельных металлов обозначено синим цветом. Источник изображений: LKAB

О находке сообщила шведская государственная горнодобывающая компания LKAB. В найденных залежах более миллиона тонн оксидов редкоземельных металлов, которые будут бесценны в гонке за углеродной нейтральностью и не только. Сырьё было найдено при исследовании месторождения Пер Гейер (Per Geijer) рядом с рудником Кируна в Лапландии, крупнейшим и самым современным подземным железорудным рудником в мире (что лишний раз подчёркивает важность работы в Арктике для России).

Сегодня в Европе не ведётся добыча редкоземельных металлов, хотя проекты на этот счёт разрабатываются и касаются они в первую очередь добычи солей металлов из минеральных источников. Доминирует в сфере добычи и производства «металлов XXI века» Китай, на долю которого приходится до 61 % предложений на мировом рынке. США находятся на втором месте, но это всего лишь 15 % рынка.

Из всех известных земной науке 17 редкоземельных металлов самым большим на сегодня спросом пользуется неодим. В сплаве с бором и железом неодим становится самым сильным постоянным магнитом, что позволяет выпускать мощные и эффективные электрические двигатели, а это электромобили, электрогенераторы и робототехника, не говоря о перспективных способах записи данных на магнитных носителях.

Но важно помнить также о других назначениях редкоземельных металлов. Каждая автомобильная тяговая батарея использует около одного килограмма редкоземельных металлов, а каждая ветряная турбина — до 600 кг, если верить данным аналитиков Mining Technology. И вполне естественно, что спрос на такие элементы в течение ближайших десятилетий будет расти стремительными темпами. Отдавать всё это в значительной степени Китаю нельзя как из рыночных, так и стратегических соображений.

Находка месторождения редкоземельных металлов в Швеции открывает перед Европой окно возможностей. Компания LKAB намеревается начать разработку месторождения как можно скорее. В то же время в LKAB подчёркивают, что принятый в ЕС процесс получения разрешения на разработку не позволит ей начать поставлять сырьё раньше, чем через 10 или 15 лет, а то и в течение более длительного времени. Вероятно, в этой сфере придётся срочно менять законодательство, что для крайне забюрократизированной Европы будет непросто и болезненно.

Власти Японии утвердили ряд новых проектов, один из которых затрагивает добычу редкоземельных элементов. До 60 % таких ресурсов Япония импортирует из Китая, что угрожает национальной безопасности страны, ведь эти ресурсы используются в передовой электронике и в электрических машинах. Для снижения этой зависимости Япония запускает проект по добыче редкоземельных элементов со дна океана, который надеется осуществить в 2024 году.

Источник изображений: Nikkei

Достаточные для экономически оправданной добычи редкоземельных элементов залежи обнаружены в районе острова Минами-Торисима — это коралловый атолл в Тихом океане примерно в 1900 км к юго-востоку от Токио. Редкоземельные металлы находятся в слое ила на дне, на глубине около 6000 м. Задача поднять ил с такой глубины нетривиальна сама по себе (это не нефть и не газ, которые пойдут под собственным давлением вверх из скважины). Работы в этом районе осложнит как сильное течение Куросио, так и сезонные тайфуны, путь которых традиционно лежит через эти области.

Не так давно японский парламент одобрил выделение 6 млрд иен ($44 млн) на этот проект. Эти деньги будут потрачены на разработку насосов и изготовление труб длиной до 6000 м для использования в добыче. Пробная добыча залежей с глубины 2470 м морского дна в период с августа по сентябрь показала, что мероприятие может увенчаться успехом. Впрочем, детальный план подготовки промышленной добычи с 2024 года ещё предстоит разработать, на что уйдёт значительная часть 2023 года.

Группа учёных из Университета штата Пенсильвания предложила эффективный способ извлечения редкоземельных элементов из электронного мусора. Сегодня это популярное направление для исследований, но химики из Пенсильвании смогли удивить. Для связывания микрочастиц неодима в растворах учёные использовали микрочастицы из переработанных початков кукурузы, кожуры томатов, отходов хлопка и остатков древесины.

Источник изображения: Chemical Engineering Journal

«Такие отходы, как кукурузные початки, древесная масса, хлопок и томатная кожура, часто оказываются на свалках или в компосте, — говорит автор статьи в журнале Chemical Engineering Journal Амир Шейхи (Amir Sheikhi), доцент кафедры химической инженерии. — Мы хотели превратить эти отходы в микро- или наноразмерные частицы, способные извлекать редкоземельные элементы из электронных отходов».

При подготовки эксперимента группа Шейхи измельчила томатную кожуру и кукурузные початки, нарезала древесную массу и хлопковую бумагу на маленькие тонкие кусочки и замочила их в воде. В ходе дальнейшей химической реакции все материалы распались на три различные фракции: микропродукты, наночастицы и солюбилизированные биополимеры. Выяснилось, что добавление микропродуктов или наночастиц в растворы с частицами неодима запускало процесс разделения. Иначе говоря, частицы этого редкоземельного элемента захватывались и могли быть легко отделены от жидкости.

Захват работает благодаря электростатическому взаимодействию отрицательно заряженных микро- и наноматериалов из биологических отходов, которые связываются с положительно заряженными ионами неодима. Учёные уверены, что таким образом можно отделять из растворов другие редкоземельные элементы и драгоценные металлы, например, золото и серебро при переработке печатных плат и других электронных компонентов. Теперь учёные готовятся испытать технологию на промышленном предприятии по переработке отходов.

В Китае реализовали первый в мире проект по созданию поезда на магнитной подушке, которому для парения в воздухе совсем не нужна энергия. Подъёмную силу поезду придают постоянные магниты в подвесе и в монорельсе, что делает решение гораздо более экономичным по сравнению с другими видами транспорта на электрической тяге.

Источник изображения: SCMP

Первым проектом, который довели до реализации, стала 800-м трасса Red Rail в южнокитайском уезде Синьгуо провинции Цзянси. Это монорельсовая трасса с подвесной гондолой на 88 пассажиров. Гондола-поезд движется на высоте 10 м со скоростью до 80 км/ч. При движении маглев на постоянных магнитах потребляет очень мало энергии, утверждают разработчики. Стоимость строительства также очень мала и едва достигает 10% от стоимости строительства метрополитена.

Подобные монорельсы на постоянных магнитах обещают стать передовым общественным транспортом в растущих китайских мегаполисах. В перспективе они могут увеличить скорость передвижения до 120 км/ч и более. Немаловажно, что электромагнитное загрязнение у такого транспорта намного ниже, чем в случае маглевов на сверхпроводящих и обычных электрических магнитах. Для городского окружения с его насыщенной электромагнитными полями средой это очень и очень важно.

В Китае разработка транспортных средств на магнитной подушке с использованием постоянных магнитов ведётся около 20 лет. Для успешной реализации проекта китайским учёным пришлось решить две серьёзные проблемы. Во-первых, проблему деградации постоянных магнитов, а во-вторых, проблему управляемости транспортного средства, скользящего без электричества.

Вопрос с деградацией был снят после разработки магнитов с включением редкоземельных элементов. Добавка в обычные постоянные магниты неодима снижает скорость деградации магнитных свойств до 5 % за сто лет. Китай остаётся лидером по переработке редкоземельных элементов и имеет возможность создавать магниты на сотни и тысячи километров трасс для поездов на пассивной магнитной подвеске (хотя остальной мир должен опасаться такой перспективы — редкоземельные элементы нужны всем и в огромных объёмах).

Источник изображения: SCMP

Проблема с управляемостью также успешно решена, за что надо благодарить современную электронику и материаловедение. Кстати, после некоторого изучения первой линии с практической точки зрения власти региона планируют продлить её до 7,5 км.

«Максимальная скорость большинства внутренних подземных линий обычно ограничена 80 км/ч, но поезд на постоянных магнитах, приводимый в движение исключительно искусственным интеллектом, может развивать скорость на 50 % больше. Это означает, что даже в оживленном центре города поезд сможет поддерживать скорость и обеспечивать пассажирам широкое поле зрения на городские пейзажи, избегая пробок», — заявил один из разработчиков проекта.

Наличие в США источников редкоземельных элементов не противоречит тому, что в стране отсутствуют заводы по отделению и очистке этого сырья. Это очень грязное производство, которое поручили другим странам, например, Китаю. И если подобное разделение труда оправдано экологически и экономически, то стратегически США оказались в сложном положении. Редкоземельное сырьё критически важно для оборонного сектора, а внутреннего источника нет. Поэтому США ищут варианты.

Источник изображения: DARPA

Решить проблему экологической чистоты и получения редкоземельных элементов на территории США поручено, в том числе, учёным из Национальной лаборатории им. Лоуренса (LLNL). Лаборатория заключила контракт с Агентством перспективных оборонных исследовательских проектов (DARPA) на проведение первой фазы исследований по выявлению и искусственному выращиванию биологических микроорганизмов, которые могли бы естественным путём отделять и очищать редкоземельные элементы из малообогащённых руд и отвалов.

Контракт заключён в рамках исполнения программы DARPA EMBER (Environmental Microbes as a BioEngineering Resource). Стоимость контракта на выполнение первой фазы составляет $4 млн. Если учёными будут решены поставленные задачи, контракт будет продлён на последующие фазы с оплатой работ на сумму $9 млн.

«Команда будет использовать достижения в области микробной и биомолекулярной инженерии для разработки масштабируемой стратегии разделения и очистки редкоземельных элементов (РЗЭ) на основе биоматериалов с использованием недостаточно развитых отечественных источников. РЗЭ — это набор из 17 элементов периодической таблицы, включающий 15 лантаноидов, а также скандий и иттрий», — сказано в пресс-релизе LLNL.

Учёные намерены как испытать ранее идентифицированные микробы и белки, которые уже были протестированы и использованы для очистки и разделения редкоземельных элементов, так и проведут поиск новых микроорганизмов. В конечном итоге учёные надеются представить коммерчески зрелые платформенные биотехнологии для разделения и очистки редкоземельных элементов в промышленном масштабе.