科学家开发出创新方法分离对清洁能源技术至关重要的镧系元素

科学家开发出创新方法分离对清洁能源技术至关重要的镧系元素水溶性和油溶性有机分子能有效分离元素周期表中的镧系元素。资料来源：橡树岭国家实验室镧系元素与清洁能源被称为镧系元素的金属具有宝贵的特性，可用于电动汽车和风力涡轮机等清洁能源技术以及许多其他应用。这些元素包括几种关键材料。在自然界中，镧系元素经常混合在一起。工业界必须将它们分离出来，以利用它们各自的特性。但传统的分离方法耗时长、成本高，而且会产生废弃物。现在，科学家们已经开发出一种高效的新方法，可以根据具体情况选择特定的镧系元素。该技术结合了两种物质。一种物质喜水，可捕捉较轻的镧系元素；另一种物质喜油，可捕捉较重的镧系元素。分离技术的创新将一种亲油化合物和一种亲水化合物混合在一起，从化学混合物中提取特定的有价值元素，这在工业规模上是可行的。扩大规模后，该工艺可以使用更小的设备、更少的化学品和更少的废物。这将使新工艺比传统方法更高效、更环保。稀土材料加工取得突破为清洁能源技术制造纯稀土材料--14种镧系元素以及钇和钪--最具挑战性和最昂贵的方面是将单个稀土元素相互分离。橡树岭国家实验室的科学家将两种有机物结合在一起：一种亲水，另一种亲油。这些有机物对不同的稀土元素有偏好。例如，一种与较轻的稀土元素相互作用强烈，而另一种则偏爱较重的稀土元素。科学家们用两种不同的液体--油和水--来测试这种技术。在水中，他们溶解了亲水性物质；在油中，他们加入了亲油性物质。他们发现，与之前使用的单物质方法相比，双物质方法有助于分离最轻和最重的稀土元素。他们使用各种方法研究这些有机化学物质和稀土元素如何相互作用。研究结果提供了有关该过程如何工作的宝贵信息，以及有关如何进一步改进分离系统的真知灼见。编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1426802.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1426802.htm

蛋壳已被确定为一种可用于提取稀土元素的潜在环保材料

蛋壳已被确定为一种可用于提取稀土元素的潜在环保材料都柏林圣三一学院自然科学学院和爱尔兰科学基金会应用地球科学研究中心iCRAG的研究人员于6月4日在国际期刊ACSOmega上发表了他们的突破性研究成果。REE是电动汽车和风力涡轮机等技术中不可或缺的元素，其需求量与日俱增，但供应却相对短缺。因此，科学家们必须找到从环境中提取这些物质的新方法，而且是可持续的方法，因为目前的方法往往是有害的。在这里，研究人员发现蛋壳中的碳酸钙可以有效地从水中吸收和分离这些宝贵的稀土元素。使用高分辨率显微镜和光谱仪拍摄的合成图像，显示蛋壳中稀土元素的吸收和置换过程。资料来源：都柏林圣三一学院胡安-迭戈-罗德里格斯-布兰科教授研究人员将蛋壳放入含有稀土的溶液中，温度从25°C到205°C不等，时间长达三个月。他们发现，稀土元素可以沿着碳酸钙边界和有机基质扩散进入蛋壳，在较高温度下，稀土会在蛋壳表面形成新的矿物。在90°C的温度下，蛋壳表面有助于恢复一种名为Kozoite的稀土化合物的形成。随着温度升高，蛋壳发生了彻底转变，碳酸钙外壳溶解，取而代之的是多晶Kozoite。在205°C的最高温度下，这种矿物逐渐转变为基性碳酸盐岩，这是一种稳定的稀土碳酸盐矿物，被工业界用来提取稀土，用于技术应用。这种创新方法表明，废弃蛋壳可以作为一种低成本、环保型材料重新利用，帮助满足对REES不断增长的需求，因为蛋壳会随着时间的推移在其结构中捕获独特的稀土。主要作者RemiRateau博士在谈到这项研究的意义时说："这项研究提出了一种潜在的废料创新用途，不仅为稀土元素回收问题提供了可持续的解决方案，而且符合循环经济和废物价值化原则。"首席研究员胡安-迭戈-罗德里格斯-布兰科（JuanDiegoRodriguez-Blanco）教授强调了这一研究成果的广泛意义，并补充道"通过将蛋壳废物转化为稀土回收的宝贵资源，我们解决了与传统提取方法相关的重要环境问题，并为开发更环保的技术做出了贡献"。iCRAG（爱尔兰应用地球科学研究中心）是爱尔兰科学研究院（SFI）的一个中心，致力于推进地球科学研究，重点关注可持续资源管理和环境保护。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1433731.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1433731.htm

科学家首次在金属表面形成带电的稀土分子并使其旋转

科学家首次在金属表面形成带电的稀土分子并使其旋转稀土元素对高科技应用至关重要，包括手机、高清电视等等。团队负责人Saw-WaiHla说："这是首次在金属表面形成带有正负电荷的稀土复合物，也是首次展示对其旋转的原子级控制，"他拥有阿贡大学科学家和俄亥俄大学文理学院物理和天文学教授的双重身份。该实验在阿贡和俄亥俄大学进行，利用了两个不同的低温扫描隧道显微镜（STM）系统。STM实验的环境要求在超高真空中的温度约为5摄氏度（-450华氏度）。样品分子的大小大约为2纳米。稀土转子。(a)旋转的Eu复合物的STM图像在Au(111)上显示为一个圆盘形状。(b)通过从STM尖端提供电能来进行控制旋转。(c),(d)分别是一个复合物旋转前和旋转后。虚线圈表示用于控制的反离子。资料来源：SawWaiHlaHla说："在两个地方都取得了相同的结果，这确保了实验的可重复性。"俄亥俄州的实验室由Hla小组的学生操作，该小组与纳米和量子现象研究所有关。这些科学家的研究最近发表在《自然通讯》杂志上。研究人员组装的稀土复合物是带正电的铕基分子与带负电的反离子在黄金表面上。通过应用从STM尖端发出的电场，利用下面的反离子作为支点，导致复合物的旋转。研究人员证明了对这些稀土复合物旋转的100%的方向控制。俄亥俄大学化学系教授兼Roenigk主席EricMasson是该项目的共同研究者之一，他设计了这些稀土复合物，他在俄亥俄大学的小组合成了这些复合物。阿贡的科学家和伊利诺伊大学芝加哥分校化学工程系副教授AnhNgo的小组利用阿贡的BEBOP（迄今为止美国最强大的超级计算机）进行了密度函数理论计算。计算结果显示，在分子-基质界面上只有微不足道的电荷转移，这意味着复合物在表面上仍然带电。Hla和合作者在阿贡高级光子源用一种被称为同步辐射X射线扫描隧道显微镜的新生实验方法确定了吸附在表面上的复合物中的Eu离子的化学状态，他们确认分子在金表面带正电。STM图像显示该结构是一个带有三条臂的扭曲的三角形。用创纪录的8000个光谱帧获得的STM电影证明了下面的反离子的加入。然后，Hla小组使用STM操作进一步证明了控制旋转，它显示了顺时针和逆时针的随意旋转。"这些发现对于开发纳米机械装置可能是有用的，在这些装置中，复合体中的各个单元被设计为控制、促进或限制运动，"Hla说。"我们已经证明了带电稀土复合物在金属表面的旋转，现在可以对它们的电子和结构以及机械性能进行一次复合调查。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1335423.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1335423.htm

科学家利用AI分析关联规则 在矿藏中寻找稀有材料

科学家利用AI分析关联规则在矿藏中寻找稀有材料图为紫水晶由ShaunnaMorrison和AnirudhPrabhu领导的团队旨在开发一种识别特定矿物出现的方法，这一目标在传统上被认为是一种艺术，就像它是一种科学一样。这个过程往往依赖于个人经验和健康的运气。该团队创建了一个机器学习模型，使用来自矿物进化数据库的数据，其中包括5478种矿物所出现的295583个矿物地点，根据关联规则来预测以前未知的矿物出现情况。作者通过探索莫哈韦沙漠的Tecopa盆地测试了他们的模型，莫哈韦沙漠是一个著名的模拟火星的环境，该模型还能够预测地质上重要的矿物的位置。此外，该模型还为关键的稀土元素和锂矿物找到了有希望的区域，包括独居石（Ce）、褐帘石（Ce）以及闪锌矿。作者表示，矿物关联分析可以成为矿物学家、岩石学家、经济地质学家和行星科学家的一个强大的预测工具。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1369991.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1369991.htm

科学家在月球上发现异常岩石

科学家在月球上发现异常岩石现在，由明斯特大学的奥塔维亚诺-吕施博士领导的一个国际研究小组首次在月球表面发现了一米大小的异常岩石，这些岩石被尘埃覆盖，可能表现出独特的性质--比如磁性异常。科学家们最重要的发现是，月球上只有极少数巨石上有一层具有非常特殊反射特性的尘埃。例如，这些新发现的巨石上的灰尘反射阳光的方式与之前已知的岩石不同。这些新发现有助于科学家了解月壳的形成和变化过程。研究结果发表在《地球物理研究-行星》杂志上。月球磁异常和反射特性众所周知，月球表面有磁性异常现象，特别是在一个叫做莱纳伽马的区域附近。然而，人们从未研究过岩石是否具有磁性的问题。行星学研究所的奥塔维亚诺-吕施（OttavianoRüsch）在归类这一发现时说："目前对月球磁性的了解非常有限，因此这些新岩石将揭示月球及其磁核的历史。""我们首次研究了尘埃与莱纳伽马地区岩石的相互作用，更准确地说，是这些岩石反射特性的变化。例如，我们可以推断出这些大岩石对阳光的反射程度和方向"。这些图像是由美国国家航空航天局（NASA）的绕月勘测轨道飞行器（LunarReconnaissanceOrbiter）拍摄的。利用人工智能进行月球探测研究小组最初感兴趣的是裂开的岩石。他们首先利用人工智能在约一百万张图片中搜索破裂的岩石--这些图片也是由月球勘测轨道器拍摄的。伯尔尼大学太空与宜居性中心的瓦伦丁-比克尔（ValentinBickel）说："现代数据处理方法让我们能够对全球环境有全新的认识--同时，我们也不断通过这种方式发现未知物体，比如我们在这项新研究中调查的异常岩石。搜索算法确定了大约13万块有趣的岩石，其中一半由科学家进行了仔细研究。""我们仅在一张图片上就认出了一块有明显暗区的巨石。这块岩石与其他岩石截然不同，因为与其他岩石相比，它向太阳散射的光线较少。我们怀疑这是由于特殊的尘埃结构造成的，比如尘埃的密度和粒度，"OttavianoRüsch解释说。"通常情况下，月球尘埃多孔，会将大量光线反射回照明方向。然而，当尘埃被压实时，整体亮度通常会增加。多特蒙德工业大学的马塞尔-赫斯（MarcelHess）补充说："观测到的被尘埃覆盖的岩石并非如此。这是一个引人入胜的发现--然而，科学家们对这种尘埃及其与岩石的相互作用的了解仍处于早期阶段。在接下来的几周和几个月里，科学家们希望进一步研究导致尘埃与岩石相互作用以及形成特殊尘埃结构的过程。这些过程包括，例如，由于静电荷或太阳风与当地磁场的相互作用而导致尘埃上升。未来研究与月球探索除了其他许多国际无人太空任务外，美国国家航空航天局（NASA）还将在未来几年内向雷纳伽马地区派出一个自动漫游车，以寻找类似类型的带有特殊尘埃的巨石。即使这仍然是未来的梦想，但更好地了解尘埃的运动也有助于规划人类在月球上的定居点等。毕竟，我们从阿波罗宇航员的经验中知道，尘埃会带来许多问题，如污染居住地（如空间站）和技术设备。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1417917.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1417917.htm

科学家发现替代材料 中国稀土主导地位遇挑战

科学家发现替代材料中国稀土主导地位遇挑战科学家可能发现了一种方法，在没有稀土金属的情况下制造用于风力涡轮机和电动汽车的磁性材料。分析认为，中国在稀土市场的主导地位或遇挑战。据彭博社报道，剑桥大学的一份研究报告显示，该大学的一个团队及其来自奥地利的同仁找到了一种制造铁-镍(tetrataenite)的新方法，可能替代稀土磁铁。如果生产过程被证实具有商业化可行性，那么这可能会削弱中国在稀土市场的主导位置。目前，中国占全球稀土供应的逾80%。研究人员发现，通过添加常见元素磷，有可能规模化的生产铁-镍。他们说，以前在实验室里制造铁-镍依赖的方法不切合实际情况。研究人员希望与主要磁铁制造商合作，以确定铁-镍是否可能适合作为高性能磁铁。负责该研究的剑桥大学材料科学与冶金系的格里尔（LindsayGreer）在报道中写道：“其他地方也有稀土矿藏，但开采活动具有高度破坏性：必须从大量材料中才能提取出少量稀土，在环境影响和对中国的严重依赖之间，亟待寻找到不需要稀土的替代材料。”美国总统拜登今年早些时候支持提高关键材料的产量，而欧盟的外交部门本月宣布，欧盟应将供应链从中国向外多元化，包括稀土金属。2019年，中国警告可能会削减稀土出口以在美中贸易战中反击。发布：2022年10月25日8:46AM