ΦΥΣΗ, PETS
Οι Σπάνιες Γαίες (Rare Earth Elements – REEs) είναι μια ομάδα δεκαεπτά χημικά παρόμοιων στοιχείων που είναι καθοριστικά για τη σύγχρονη τεχνολογία λόγω των μοναδικών τους ιδιοτήτων. Αυτά τα στοιχεία συχνά αποκαλούνται ως “Σπόροι της Τεχνολογίας”, καθώς ενεργοποιούν τη λειτουργικότητα μιας ευρείας γκάμας προηγμένων τεχνολογιών
Οι Σπάνιες Γαίες έχουν τεράστια ποικιλία εφαρμογών και ευθύνονται από τις μικροσκοπικές διαστάσεις των ηλεκτρονικών συσκευών και την ενεργοποίηση των «πράσινων» και ιατρικών τεχνολογιών, έως την υποστήριξη απαραίτητων συστημάτων άμυνας, τηλεπικοινωνιών και μεταφορών. Έχουν μοναδικές μαγνητικές, φωσφορίζουσες και καταλυτικές ιδιότητες.
Ποια στοιχεία περιλαμβάνονται;
Οι Σπάνιες Γαίες είναι μια ομάδα δεκαεπτά χημικών στοιχείων στον Περιοδικό Πίνακα, συγκεκριμένα οι 15 Λανθανίδες συν το Σκάνδιο και το Ύττριο. Το Σκάνδιο και το Ύττριο θεωρούνται στοιχεία Σπάνιων Γαιών, καθώς τείνουν να εμφανίζονται στα ίδια κοιτάσματα με τις Λανθανίδες και παρουσιάζουν παρόμοιες χημικές ιδιότητες, όπως η ευκαμψία και τα υψηλά σημεία τήξης και βρασμού. Κάθε ένα από τα μόρια των Σπάνιων Γαιών περιέχει μια υποστιβάδα που φιλοξενεί f-ηλεκτρόνια, τα οποία τους προσδίδουν μαγνητικές και φωτεινές ιδιότητες.
Λανθανίδες: Οι 15 Λανθανίδες είναι:
- Λανθάνιο (La)
- Δημήτριο (Ce)
- Πρασινοδύμιο (Pr)
- Νεοδύμιο (Nd)
- Προμήθειο (Pm)
- Σαμάριο (Sm)
- Ευρώπιο (Eu)
- Γαδολίνιο (Gd)
- Τέρβιο (Tb)
- Δυσπρόσιο (Dy)
- Ολμίο (Ho)
- Έρβιο (Er)
- Θούλιο (Tm)
- Υττέρβιο (Yb)
- Λουτήσιο (Lu)
Σκάνδιο (Sc) και Ύττριο (Y): Αυτά τα δύο στοιχεία περιλαμβάνονται στην ομάδα των Σπάνιων Γαιών επειδή συχνά βρίσκονται στα ίδια κοιτάσματα με τις Λανθανίδες και έχουν παρόμοιες χημικές ιδιότητες.
Γιατί είναι τόσο σημαντικές;
Οι μοναδικές ιδιότητες των στοιχείων των Σπάνιων Γαιών επιτρέπουν την ενίσχυση της απόδοσης άλλων μετάλλων και, στις περισσότερες περιπτώσεις, οδηγούν σε μείωση της ποσότητας του μετάλλου που απαιτείται για μια εφαρμογή, επιτρέποντας τη δημιουργία μικρότερων και ελαφρύτερων συσκευών. Χρησιμοποιούνται σε καθημερινές τεχνολογίες, όπως τα κινητά τηλέφωνα και οι υπολογιστές, αλλά και σε προηγμένες ιατρικές τεχνολογίες, όπως οι μαγνητικοί τομογράφοι (MRI), τα λέιζερ χειρουργικών επεμβάσεων, ακόμη και σε ορισμένα φάρμακα για τον καρκίνο. Επίσης, χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές άμυνας, σε δορυφορικές επικοινωνίες, σε συστήματα πλοήγησης και για την κατασκευή αεροσκαφών. Είναι απαραίτητες σε μια σειρά από πράσινες τεχνολογίες, ειδικά σε αυτές που υποστηρίζουν τους στόχους μηδενικών εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα, όπως οι ανεμογεννήτριες και τα ηλεκτρικά οχήματα.
Η ποσότητα των Σπάνιων Γαιών που χρησιμοποιείται στον εξοπλισμό υψηλής τεχνολογίας είναι μικρή, αλλά εξαιρετικά σημαντική για την απόδοση της συσκευής. Για παράδειγμα, ένα smartphone χρησιμοποιεί 7 Σπάνιες Γαίες: από την έγχρωμη οθόνη του, έως τα ηχεία και τις μικροσκοπικές διαστάσεις των κυκλωμάτων του. Ενώ η ποσότητα των Σπάνιων Γαιών σε κάθε τηλέφωνο είναι πολύ μικρή, ο αριθμός των τηλεφώνων που πωλούνται κάθε χρόνο είναι τεράστιος.
Από πού προέρχονται;
Παρόλο που ονομάζονται Σπάνιες Γαίες, στην πραγματικότητα δεν είναι τόσο σπάνιες και είναι σχετικά άφθονες στο φλοιό της Γης. Απλά είναι σπάνιο να βρεθούν σε ποσότητες που επαρκούν για να υποστηρίξουν την οικονομική εξόρυξη, ειδικά σε χώρες με πιο αυστηρούς νόμους εξόρυξης και περιβαλλοντικά προγράμματα.
Αρχικά, οι Σπάνιες Γαίες ανακτώντο ως μέρος της διαδικασίας εξόρυξης και ανάκτησης του Ουράνιου. Τη δεκαετία του ’60, η παραγωγή της έγχρωμης τηλεόρασης οδήγησε στην πρώτη σημαντική εμπορική χρήση των Σπάνιων Γαιών, οι περισσότερες από τις οποίες εξορύσσονταν στην Καλιφόρνια. Επειδή οι παραδοσιακές διαδικασίες εξόρυξης απαιτούσαν τεράστιο εργατικό δυναμικό και δημιουργούσαν σημαντική ρύπανση, η Κίνα έγινε η κυρίαρχος παραγωγός Σπάνιων Γαιών τη δεκαετία του ’90. Με τους χαμηλότερους μισθούς και τους πιο χαλαρούς περιβαλλοντικούς νόμους της, καμία άλλη χώρα δεν μπορούσε να την ανταγωνιστεί. Μέχρι το 2000, η Κίνα ήταν υπεύθυνη για πάνω από το 95% της παγκόσμιας εξόρυξής τους.
Έχοντας το μονοπώλιο στην εξόρυξη Σπάνιων Γαιών, η Κίνα προχώρησε στην ανάπτυξη μιας ισχυρής βιομηχανίας, γεγονός που έκανε χώρες υψηλής τεχνολογίας, όπως η Ιαπωνία και οι ΗΠΑ, να εξαρτώνται από αυτήν για τις αναδυόμενες τεχνολογίες τους. Οι κίνδυνοι αυτού του μονοπωλίου έγιναν ιδιαίτερα εμφανείς μετά από μια εδαφική διαμάχη το 2010, που οδήγησε την Κίνα να απαγορεύσει την πώληση Σπάνιων Γαιών στην Ιαπωνία.
Τα τελευταία χρόνια, η εξόρυξη των Σπάνιων Γαιών έχει διαφοροποιηθεί. Το 2022, περίπου το 35% εξορύσσονταν εκτός Κίνας. Παρόλα αυτά, ακόμη και σήμερα, η πλειοψηφία των Σπάνιων Γαιών που εξορύσσονται σε άλλες χώρες αποστέλλονται στην Κίνα για διαχωρισμό, εξευγενισμό και παραγωγή μαγνητών, επιτρέποντας στην Κίνα να συνεχίσει να κυριαρχεί στην εφοδιαστική τους αλυσίδα.
Φωτό από: https://depositphotos.com/gr/
