“Chúng không phải là đất, cũng không phải là hiếm”, nhưng các nguyên tố đất hiếm lại rất quan trọng đối với công nghệ hiện đại. 17 nguyên tố này, bao gồm 15 nguyên tố lanthanide cộng với scandium và yttrium, sở hữu các đặc tính từ tính, quang học và điện độc đáo. Những đặc tính này làm cho chúng trở nên không thể thiếu trong nhiều ứng dụng khác nhau, từ điện thoại thông minh đến công nghệ năng lượng xanh.
Câu chuyện bắt đầu vào năm 1787 với việc phát hiện ra một tảng đá đen ở Ytterby, Thụy Điển, dẫn đến việc phân lập yttrium và bảy nguyên tố đất hiếm khác. 'Độ hiếm' của chúng ban đầu đề cập đến sự khó khăn trong việc tách chúng. Mặc dù không khan hiếm, nhưng bản chất phân tán và sự phức tạp trong khai thác khiến chúng trở nên có giá trị.
Các nguyên tố đất hiếm rất quan trọng đối với năng lượng xanh. Hợp kim của chúng tạo ra nam châm chịu nhiệt cho động cơ và nâng cao hiệu quả của tuabin gió. Các kỹ sư Trung Quốc sử dụng nam châm đất hiếm trong các đoàn tàu đệm từ tốc độ cao, tiết kiệm năng lượng.
Ngoài từ tính, các nguyên tố này còn cho phép phát xạ ánh sáng cho laser và màn hình màu. Europium và terbium được sử dụng trong màn hình, trong khi europium cũng đóng vai trò là biện pháp chống hàng giả trong tiền giấy Euro. Erbium tăng cường truyền tín hiệu trong cáp quang, rất cần thiết cho việc truyền dữ liệu đường dài.
Trung Quốc thống trị sản xuất đất hiếm do các tiêu chuẩn môi trường lỏng lẻo trong lịch sử. Điều này đã dẫn đến ô nhiễm nghiêm trọng ở các khu vực như Nội Mông. Các nỗ lực hiện đang tập trung vào việc tìm kiếm các phương pháp khai thác và tách biệt bền vững và thân thiện với môi trường hơn.
Tái chế là một ưu tiên hàng đầu, với chỉ 1% nguyên tố đất hiếm hiện được thu hồi từ các thiết bị điện tử bị loại bỏ. Nghiên cứu cũng đang khám phá việc thu hồi các kim loại này từ tro than và các mảnh vụn khai thác. Mục tiêu là phát triển các quy trình phục hồi bền vững và khả thi về mặt kinh tế.
Khi nhu cầu về các nguyên tố đất hiếm tăng lên cùng với sự mở rộng của công nghệ xanh, việc tìm nguồn cung ứng và tái chế bền vững là điều tối quan trọng. Những nỗ lực này nhằm mục đích giảm thiểu tác động đến môi trường và đảm bảo chuỗi cung ứng có trách nhiệm cho các vật liệu quan trọng này.