![]()
哈嘍,大家好,小圓今天想跟大伙聊個(gè)硬核話題,就是稀土,這東西名字聽著普通,甚至有點(diǎn)“土氣”,但現(xiàn)在全球都在搶,咱們中國更是憑著它在國際產(chǎn)業(yè)鏈里握有重要話語權(quán)。
美國不少高科技產(chǎn)業(yè)離了它就轉(zhuǎn)不動(dòng),所以常有人說稀土卡住了美國脖子,可你知道嗎,這如今的戰(zhàn)略王牌,最初只是歐洲實(shí)驗(yàn)室里沒人當(dāng)回事的石頭,今天咱們就順著歷史脈絡(luò),好好聊聊稀土的前世今生。
![]()
![]()
故事得從18世紀(jì)的歐洲說起,那時(shí)候化學(xué)剛從煉金術(shù)脫胎出來,科學(xué)家們都在瘋狂探索未知物質(zhì),1787年,瑞典一位愛好化學(xué)的火炮中尉阿雷紐斯,在自家小鎮(zhèn)伊特比的礦區(qū)撿到塊黑色礦石,看著跟已知礦物都不一樣,自己分析不明白就寄給了化學(xué)家加多林。
沒想到這一寄,打開了稀土世界的大門,加多林反復(fù)試驗(yàn)后,在1794年分離出一種新氧化物,取名“釔土”,那時(shí)候化學(xué)還不成熟,人們把這種外觀像土、難溶于水又不導(dǎo)電的物質(zhì)都叫“某某土”,生石灰、礬土都在其中。
![]()
拉瓦錫當(dāng)時(shí)就猜測(cè)這些土可能是金屬氧化物,只是沒法還原,后來英國化學(xué)家戴維在1808年用電流成功分離出鈣、鋇等金屬,才證實(shí)了這個(gè)猜想,所謂“土”,其實(shí)是金屬的氧化物,加多林的發(fā)現(xiàn)讓化學(xué)界意識(shí)到,這類“土”遠(yuǎn)比想象中復(fù)雜。
接下來的一百多年里,科學(xué)家們陸續(xù)從各種礦石中分離出鈰土、鑭土等新物質(zhì),因?yàn)樗鼈冸y以區(qū)分又彼此相似,就給起了稀土這個(gè)名字,“稀”是因?yàn)楫?dāng)時(shí)礦物罕見、分離極難,“土”則是沿用了舊稱,直到19世紀(jì)中葉光譜學(xué)出現(xiàn),稀土研究才迎來爆發(fā)期。
![]()
科學(xué)家們通過火焰顏色和光譜差異,一點(diǎn)點(diǎn)識(shí)別出鑭、銪、鏑等新成員,從1794年發(fā)現(xiàn)釔土,到1947年最后一種稀土元素钷被確認(rèn),人類花了160年才集齊17種稀土元素,科學(xué)家們只是憑著對(duì)自然的好奇不斷摸索,無數(shù)次失敗后才換來微小進(jìn)步。
正是這種非功利性的探索,為后來稀土的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ),而這也恰恰說明:科學(xué)的突破,往往始于純粹的求知欲,這160年的積累,讓稀土家族終于完整亮相,而隨著工業(yè)時(shí)代的到來,這些曾經(jīng)的實(shí)驗(yàn)室珍品,即將迎來身份的巨變。
![]()
![]()
誰也沒想到,實(shí)驗(yàn)室里沉寂兩百年的稀土,會(huì)成為21世紀(jì)的戰(zhàn)略資源,現(xiàn)在咱們身邊的高科技產(chǎn)品,幾乎都有稀土的身影:電動(dòng)車電機(jī)能高效運(yùn)轉(zhuǎn),靠的是釹和鏑;手機(jī)、電視顯示屏色彩鮮亮,離不開銪和鋱;汽車尾氣凈化要用鈰,光學(xué)鏡頭離不開鑭。
激光設(shè)備里有釔的功勞,就連AI服務(wù)器、5G基站、風(fēng)力發(fā)電機(jī)這些大國重器,也得靠稀土撐著,稀土的核心價(jià)值,在于它的調(diào)節(jié)能力,哪怕只加一點(diǎn)點(diǎn),就能徹底改變材料的磁性、光學(xué)、電學(xué)性能,有個(gè)很形象的比喻:稀土之于金屬,就像維生素之于生命,沒有也能湊活。
![]()
但有了就能激活最佳性能,這也是它能支撐起整個(gè)高科技產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵所在,可能有人會(huì)問,既然這么重要,是不是稀土特別稀少?其實(shí)不然。除了钷之外,大部分稀土元素在地殼中的含量,比金、銀、汞這些常見元素還高。
它的“稀”,主要難在兩個(gè)地方:一是分布散,很難集中形成有開采價(jià)值的礦床;二是提取難,17種元素常混在同一種礦物里,化學(xué)性質(zhì)極其相似,分離一次要經(jīng)過成千上萬次化學(xué)操作,哪怕現(xiàn)在工業(yè)技術(shù)進(jìn)步了,這個(gè)核心難題依然沒完全解決。
![]()
也正因?yàn)檫@種難,稀土成了全球供應(yīng)鏈的焦點(diǎn),20世紀(jì)末開始,中國憑借豐富的儲(chǔ)量和成熟的分離技術(shù),逐漸成為世界最大的稀土生產(chǎn)國和出口國,在全球產(chǎn)業(yè)鏈中站穩(wěn)了關(guān)鍵位置,稀土的身份轉(zhuǎn)變,背后是科技進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然。
![]()
如果說過去兩百年稀土推動(dòng)了工業(yè)和信息技術(shù)革命,那未來,它可能會(huì)決定人類能否實(shí)現(xiàn)能源和智能轉(zhuǎn)型,在新能源領(lǐng)域,稀土磁體是電動(dòng)車和風(fēng)力發(fā)電機(jī)的核心部件,沒有釹鐵硼磁體,就沒有高效的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),低碳轉(zhuǎn)型也就少了重要支撐。
![]()
在更前沿的領(lǐng)域,稀土的作用同樣不可替代,AI服務(wù)器里的高速磁體、量子通信設(shè)備中的關(guān)鍵部件、下一代光子計(jì)算和腦機(jī)接口材料,都離不開稀土離子獨(dú)特的電子能級(jí)結(jié)構(gòu),可以說,人類要向更智能、更清潔的未來邁進(jìn),稀土是繞不開的關(guān)鍵一環(huán)。
隨著全球需求增長,稀土開采帶來的環(huán)境壓力逐漸顯現(xiàn),如何在發(fā)展和可持續(xù)之間找到平衡,成了各國要面對(duì)的共同課題,現(xiàn)在科學(xué)界已經(jīng)在探索替代材料、完善回收循環(huán)技術(shù),還有綠色冶金等新方法,或許幾十年后,稀土?xí)牡V石資源變成可循環(huán)的智能材料體系。
![]()
中國能在稀土領(lǐng)域占據(jù)優(yōu)勢(shì),既靠上天賜予的資源稟賦,更靠在分離、提純等核心技術(shù)上的突破,這也告訴我們,核心技術(shù)永遠(yuǎn)是立足的根本,就像當(dāng)年科學(xué)家們用160年集齊稀土家族一樣,只有沉下心來鉆研,才能在關(guān)鍵領(lǐng)域掌握主動(dòng)權(quán)。
未來隨著技術(shù)不斷進(jìn)步,稀土可能會(huì)有更多新用途,甚至出現(xiàn)更優(yōu)的替代材料,但它所承載的科學(xué)精神,對(duì)未知的好奇、對(duì)真理的追求,永遠(yuǎn)不會(huì)過時(shí),而這或許就是稀土故事最動(dòng)人的地方。
![]()
特別聲明:以上內(nèi)容(如有圖片或視頻亦包括在內(nèi))為自媒體平臺(tái)“網(wǎng)易號(hào)”用戶上傳并發(fā)布,本平臺(tái)僅提供信息存儲(chǔ)服務(wù)。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.