Редкоземельные металлы: что это и почему они вдруг стали всем нужны

В последние время, мы все чаще слышим такие слова, как «редкоземельные металлы» (rare-earth elements). И сегодня эта фраза практически всегда используется в политической сфере. Редкоземельные металлы, также именуются лантаноидами. Они находят самое широкое применение в различных технологиях в таких областей как:

• производство электронных устройств
• производства инновационных материалов
• промышленной химии

За последние десятилетия в мире произошел колоссальный рост спроса на эти химические элементы. И сегодня нет‏ такой‏ отрасли, где они бы‏ не использовались‏: от стеклопроизводства‏ до атомной‏ промышленности.

Редкоземельные металлы представляют собой группу из химических элементов, включающие скандий, иттрий и лантаноиды. Несмотря на название, редкоземельные металлы достаточно широко распространены в земной коре. Однако их добыча и последующая обработка являются сложными и ресурсоемкими процессами, что объясняет высокую стоимость и значимость этих элементов в индустриальном производстве.

Группу редкоземельных металлов составляют скандий (Sc) и иттрий (Y), а также элементы класса лантаноидов, включая:

1. церий (Ce)
2. празеодим (Pr)
3. неодим (Nd)
4. прометий (Pm)
5. самарий (Sm)
6. европий (Eu)
7. гадолиний (Gd)
8. тербий (Tb)
9. диспрозий (Dy)
10. гольмий (Ho)
11. эрбий (Er)
12. тулий (Tm)
13. иттербий (Yb)
14. лютеций (Lu)

Несмотря на то, что данные элементы демонстрируют сходные химические свойства, каждый из них обладает уникальными физическими характеристиками. 

Их часто называют «витаминами промышленности», поскольку даже минимальные добавки этих элементов в сплавы или соединения значительно улучшают их физико-химические характеристики.

Примеры применения редкоземельных металлов 

Неодим – важнейший элемент производства оборудования для ветровой энергетики. Чтобы сконструировать одну ветряную турбину, способную генерировать до 1 мегаватта электроэнергии, потребуется около 200 килограммов этого элемента. Также неодим используется для создания сверхмощных магнитов, которые превосходят обычные по своим характеристикам в 10 раз. Такие магниты являются неотъемлемой частью электродвигателей, используемых в беспилотных летательных аппаратах (БПЛА), что делает данный металл незаменимым для развития этой технологии.

Гадолиний – широко применяется в медицинской диагностике. Особенно в магнитно-резонансной томографии (МРТ). Данный элемент используется в качестве контрастного вещества, помогающего визуализировать опухоли и другие патологические изменения в организме человека, что значительно повышает точность диагностики.

Европий – отвечает за создание красного цвета в современных дисплеях. Каждый пиксель экрана телевизора, ноутбука или смартфона содержит микроскопическое количество этого элемента. Его можно сравнить с «красным светлячком», который обеспечивает яркость и насыщенность изображения.

Ученые полагают, что редкоземельные металлы станут незаменимыми в процессе перехода к более совершенным технологиям, включая био- и нанотехнологии, атомную и космическую промышленность, а также «зеленую энергетику». Именно в связи с этим, их считают стратегически важными ресурсами. А их наличие в стране является критически важным для обеспечения национальной безопасности и технологической независимости.