แร่ธาตุหายากส่งเสริมกระบวนการของปัญญาประดิษฐ์คาร์บอนต่ำ

อนาคตมาถึงแล้วและผู้คนค่อยๆ เข้าใกล้สังคมสีเขียวและคาร์บอนต่ำแร่ธาตุหายากองค์ประกอบต่างๆ มีบทบาทสำคัญในการผลิตพลังงานลม รถยนต์พลังงานใหม่ หุ่นยนต์อัจฉริยะ การใช้ไฮโดรเจน แสงสว่างประหยัดพลังงาน และการฟอกไอเสีย

แร่ธาตุหายากเป็นคำรวมสำหรับโลหะ 17 ชนิด ได้แก่อิตเทรียม, สแกนเดียมและธาตุแลนทาไนด์ 15 ชนิด มอเตอร์ขับเคลื่อนเป็นส่วนประกอบหลักของหุ่นยนต์อัจฉริยะ และกิจกรรมร่วมกันส่วนใหญ่ทำได้โดยมอเตอร์ขับเคลื่อน มอเตอร์เซอร์โวแบบซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรเป็นกระแสหลัก ซึ่งต้องการอัตราส่วนกำลังต่อมวลและอัตราส่วนความเฉื่อยของแรงบิดสูง แรงบิดเริ่มต้นสูง ความเฉื่อยต่ำ และช่วงความเร็วที่กว้างและราบรื่น แม่เหล็กถาวรนีโอดิเมียมเหล็กโบรอนประสิทธิภาพสูงสามารถทำให้การเคลื่อนไหวของหุ่นยนต์ง่ายขึ้น เร็วขึ้น และแข็งแกร่งขึ้น

ยังมีการประยุกต์ใช้คาร์บอนต่ำอีกมากมายแร่ธาตุหายากในอุตสาหกรรมยานยนต์แบบดั้งเดิม เช่น กระจกระบายความร้อน การฟอกไอเสีย และมอเตอร์แม่เหล็กถาวร เป็นเวลานานซีเรียม(Ce) ถูกนำมาใช้เป็นสารเติมแต่งในกระจกรถยนต์ ซึ่งไม่เพียงแต่ป้องกันรังสีอัลตราไวโอเลตเท่านั้น แต่ยังช่วยลดอุณหภูมิภายในรถอีกด้วย จึงช่วยประหยัดไฟฟ้าสำหรับเครื่องปรับอากาศ แน่นอนว่าสิ่งที่สำคัญที่สุดคือการฟอกไอเสีย ปัจจุบันมีรถยนต์จำนวนมากซีเรียมสารฟอกไอเสียจากแร่ธาตุหายากสามารถป้องกันไอเสียรถยนต์จำนวนมากไม่ให้ถูกปล่อยออกสู่บรรยากาศได้อย่างมีประสิทธิภาพ มีการนำแร่ธาตุหายากไปใช้งานในเทคโนโลยีสีเขียวคาร์บอนต่ำมากมาย

แร่ธาตุหายากมีการใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากมีคุณสมบัติทางเทอร์โมอิเล็กทริก แม่เหล็ก และออปติกที่ยอดเยี่ยม โครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์พิเศษทำให้ธาตุหายากมีคุณสมบัติที่หลากหลายและมีสีสัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งตั้งแต่แร่ธาตุหายากธาตุต่างๆ มีชั้นย่อยอิเล็กตรอน 4f ซึ่งบางครั้งเรียกว่า "ระดับพลังงาน" ชั้นย่อยอิเล็กตรอน 4f ไม่เพียงแต่มีระดับพลังงาน 7 ระดับที่ยอดเยี่ยมเท่านั้น แต่ยังมีชั้นป้องกัน "ระดับพลังงาน" สองชั้นคือ 5d และ 6s ที่ขอบรอบนอกอีกด้วย ระดับพลังงานทั้ง 7 ระดับนี้เปรียบเสมือนตุ๊กตาน้ำเต้าเพชร มีความหลากหลายและน่าตื่นเต้น อิเล็กตรอนที่ไม่จับคู่กันในระดับพลังงานทั้ง 7 ระดับไม่เพียงแต่หมุนตัวเองเท่านั้น แต่ยังโคจรรอบนิวเคลียส สร้างโมเมนต์แม่เหล็กที่แตกต่างกัน และสร้างแม่เหล็กที่มีแกนต่างกัน สนามแม่เหล็กขนาดเล็กเหล่านี้ได้รับการรองรับโดยชั้นป้องกันสองชั้น ทำให้มีแม่เหล็กมาก นักวิทยาศาสตร์ใช้แม่เหล็กของโลหะหายากในการสร้างแม่เหล็กประสิทธิภาพสูง ซึ่งเรียกสั้นๆ ว่า "แม่เหล็กถาวรของโลหะหายาก" คุณสมบัติลึกลับของแร่ธาตุหายากยังคงได้รับการสำรวจและค้นพบโดยนักวิทยาศาสตร์อย่างต่อเนื่องจนถึงทุกวันนี้

แม่เหล็กนีโอไดเมียมแบบติดกาวมีประสิทธิภาพการทำงานที่เรียบง่าย ต้นทุนต่ำ ขนาดเล็ก ความแม่นยำสูง และสนามแม่เหล็กที่เสถียร แม่เหล็กนีโอไดเมียมแบบติดกาวใช้กันทั่วไปในสาขาต่างๆ เช่น เทคโนโลยีสารสนเทศ ระบบอัตโนมัติในสำนักงาน และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค แม่เหล็กนีโอไดเมียมแบบกดร้อนมีข้อดีคือมีความหนาแน่นสูง มีทิศทางสูง ทนต่อการกัดกร่อนได้ดี และมีแรงกดสูง

ในอนาคต แร่ธาตุหายากจะมีบทบาทสำคัญในการสร้างปัญญาคาร์บอนต่ำสำหรับมนุษยชาติมากขึ้น

ที่มา: การเผยแพร่วิทยาศาสตร์สู่จีน


เวลาโพสต์: 24 ต.ค. 2566