מה חשיבותן של מתכות נדירות, וכיצד אנו עלולים לגרום להיעלמותן?

בשנת 1787, חייל שוודי חובב כימיה ומינרלוגיה בשם קרל אקסל ארהניוס (Arrhenius)  יצא לטיול רגלי בעיירה איטרבי (Ytterby) שבשוודיה. במהלך טיולו הוא נתקל במינרל שלא הצליח לזהות. המינרל עורר את סקרנותו, והוא לקח אותו איתו.  שלח ארהניוס את המינרל לכימאי פיני בשם יוהאן גדולין (Gadolin)‏. גדולין חקר את המינרל, וגילה שהוא מורכב בעיקר מיסודות נפוצים כגון סיליקון וברזל . עם זאת, הוא הופתע לגלות שכ-30% מהמינרל עשויים מחומר שלא הצליח לזהות! גדולין שלח את ממצאיו לכימאים אחרים ברחבי העולם, וגם הם לא זיהו את החומר המסתורי. הוא קרא לתרכובת החדשה שגילה איטריה, על שם העיירה שבה התגלתה. לאחר מחקר מעמיק, התגלה שהאיטריה עשויה מיסוד שלא היה ידוע עד אז, אשר זכה לשם איטריום (Yttrium).

כיום אנו יודעים שהאיטריום שייך לקבוצה מיוחדת מאוד של יסודות הנקראים מתכות נדירות. קבוצת המתכות הנדירות, הידועה גם כקבוצת היסודות הנדירים, כוללת 17 יסודות.

למרות שמן המטעה, המתכות הנדירות כלל אינן נדירות. שני היסודות הנדירים ביותר בקבוצה זו, למשל, שכיחים פי 200 מזהב. הן נפוצות ברחבי העולם, אם כי בריכוזים נמוכים מאוד. המתכות הנדירות מצויות בריכוזים גבוהים במקומות מעטים מאוד על פני כדור הארץ, ובמקומות אלו פועלות לרוב מחצבות. בגלל הדמיון בין תכונותיהן הכימיות, המתכות הנדירות נמצאות בדרך כלל בטבע בתערובות המורכבות ממספר מתכות שונות, ותהליך הפרדתן קשה ומייגע. עם זאת, המאמץ משתלם היות שהיסודות הללו חיוניים לאורח החיים המודרני בזכות מספר תכונות המבדילים אותם ממתכות אחרות.

המתכות הנדירות מאופיינות במגנטיות גבוהה שמאפשרת ליצור מהן מגנטים חזקים במיוחד, ויש להן תכונות אופטיות ייחודיות שהופכות אותן לשימושיות עבור יישומים טכנולוגיים רבים, כמו סמרטפונים, טלוויזיות, מנורות לד, מצלמות, ועוד. המתכות הנדירות חשובות גם עבור ייצור מכשור רפואי וציוד מחקר: הן משמשות כמרכיבים במכונות רנטגן, חומרי ניגוד ל-MRI, ספקטרופוטומטרים ועוד. לולא גילינו את המתכות הנדירות, חיינו כיום היו נראים אחרת לגמרי.

בשנים האחרונות, הביקוש למתכות נדירות גבוה יותר מאי פעם, ולצד הביקוש הגובר - ההיצע במחצבות דועך. מתכות נדירות בריכוז מספיק לניצול תעשייתי אפשר למצוא במעט מאוד מקומות ברחבי העולם, כאשר סין מובילה בגדול.

דרך אחת להגדיל את ההיצע היא באמצעות מחזור מוצרי אלקטרוניקה וניצול המתכות הנדירות שבהם. למרבה הצער, ניסיונות שכאלו לא הניבו פרי,  אך תעשיות עדיין שוקדות על ייעול השיטות הקיימות למיצוי המתכות הנדירות ממכשירים ממוחזרים.

ללא פריצת דרך טכנולוגית, ייתכן שבעוד כמה עשרות שנים לא נוכל עוד להשתמש במתכות נדירות במוצרי האלקטרוניקה שלנו. אם כך יהיה, חיי היומיום שלנו עשויים להשתנות מן היסוד. האם הסמרטפונים עדיין יהיו חלק מחיינו בעוד כמה עשרות שנים? התשובה לכך אינה ידועה, אך היא תלויה בהחלטות של התעשיות ובפריצות דרך מדעיות שונות שיקרו בעתיד.

2 תגובות

  • הרצל

    לפני כשבוע הוכרז על מציאת

    לפני כשבוע הוכרז על מציאת מרבץ של 16 מליון טון של מתכות נדירות ליד אי יפני, בעומק של כ-6 ק"מ. כלומר, ניתן יהיה להפיק כמות בלתי מוגבלת (כמעט) בעלות סבירה, ולא לשלם הון תועפות לסינים שהשתלטו על השוק בעזרת מחירים זולים וכשכל המכרות בעולם המערבי נסגרו מחוסר כדאיות, העלו את המחירים פי 40-50 ופשוט סרבו למכור ליפן.

  • אנונימי

    וואו כתבה מרתקת תודה רבה נטע

    וואו כתבה מרתקת תודה רבה נטע המלכה!