پایگاه خبری تحلیلی ایراسین، در میدان نبرد دیپلماسی جهانی، جایی که فولاد، نفت و میکروچیپ‌ها برای برتری می‌جنگند، یک بازیگر نامحسوس اما حیاتی پا به صحنه گذاشته است: آهن‌ربای کمیاب. در ۴ آوریل، چین با یک حرکت جسورانه و در پاسخ به تعرفه‌های فزاینده آمریکا، محدودیت‌های صادراتی بر این ابزارهای کوچک اما قدرتمند اعمال کرد؛ آهن‌رباهایی ساخته‌شده از عناصر نادر زمین که قلب فناوری مدرن را به تپش درمی‌آورند. این تصمیم، نه‌فقط یک تلافی تجاری، بلکه هشداری بود که می‌تواند زنجیره‌های تأمین جهانی را متزلزل کند و دولت‌ها را به تکاپو بیندازد.
اگر این محدودیت‌ها ادامه یابند، پیامدهایشان عمیق خواهد بود. آهن‌رباهای کمیاب، که نیروی مغناطیسی عظیمی را در فضایی اندک متراکم می‌کنند، در همه‌چیز از خودروهای برقی و توربین‌های بادی گرفته تا دستگاه‌های MRI و سیستم‌های هدایت موشک‌های پیشرفته نقش محوری دارند. چین، با تسلطی بی‌چون‌وچرا بر این بازار، ۹۲ درصد از ۱۰۰ هزار تن آهن‌ربای کمیاب تولیدشده سالانه را در اختیار دارد، طبق برآورد وزارت انرژی آمریکا در سال ۲۰۲۲. این برتری، پکن را به بازیگری بی‌رقیب در زنجیره تأمین فناوری‌های پیشرفته بدل کرده است، اهرمی که پیش‌تر نیز بی‌رحمانه به کار گرفته شده: در سال ۲۰۱۰، چین در پی مناقشه‌ای بر سر ماهیگیری، صادرات عناصر کمیاب به ژاپن را برای ماه‌ها متوقف کرد و اقتصادهای وابسته را به زانو درآورد.
محدودیت‌های جدید، که پیش از دور تازه جنگ تجاری دونالد ترامپ در فوریه اعمال شده بودند، این‌بار مستقیماً آهن‌رباها را نشانه رفته‌اند. جک هاولی، تحلیلگر شرکت تحقیقاتی IDTechEx، این اقدام را غافلگیرکننده می‌خواند. «همه نگاه‌ها به تعرفه‌ها دوخته شده بود،» او می‌گوید، «اما این محدودیت‌های صادراتی می‌توانند ضربه‌ای سنگین‌تر وارد کنند.» به گفته او، پیامدهای دفاعی این حرکت «دولت‌ها را در سراسر جهان به وحشت خواهد انداخت.» این ترس بی‌اساس نیست: از موشک‌های هدایت‌شونده تا فناوری‌های سبز، وابستگی به آهن‌رباهای چینی پاشنه آشیل اقتصادهای پیشرفته است.
این محدودیت‌ها، تکانه‌ای برای نوآوری ایجاد کرده است. تلاش برای یافتن آهن‌رباهایی که به عناصر کمیاب وابسته نباشند، در سال‌های اخیر شتاب گرفته است. نیکولا مورلی، فیزیکدان دانشگاه شفیلد، می‌گوید: «علاقه به این موضوع به‌طرز چشمگیری افزایش یافته.» او به سخنرانی سال گذشته کاتسوتو ساگاوا، دانشمند ژاپنی که در دهه ۱۹۸۰ آهن‌رباهای کمیاب را تجاری کرد، اشاره می‌کند. ساگاوا، در سفری به اروپا، با شگفتی پرسید: «چهل سال از آن نوآوری گذشته، چرا هنوز جایگزینی پیدا نکرده‌ایم؟»
قدرت فشرده
آهن‌رباهای کمیاب به دلیل توانایی منحصربه‌فرد در فشردن نیروی مغناطیسی در فضایی کوچک ارزشمندند. معیار کلیدی برای سنجش کیفیت آنها، «حداکثر انرژی تولیدی» یا (BH)max است. لورا لوئیس، مهندس دانشگاه نورث‌ایسترن در ماساچوست، آن را به زور لازم برای جدا کردن یک آهن‌ربا از یک کابینت فلزی تشبیه می‌کند. یک آهن‌ربای نئودیمیومی باکیفیت -ساخته‌شده از آهن، نئودیمیوم و بورون- می‌تواند (BH)max بیش از ۴۰۰ کیلوژول بر متر مکعب داشته باشد، ده برابر آهن‌رباهای فریتی ارزان یخچال‌ها. این آهن‌رباها همچنین در برابر میدان‌های مغناطیسی خارجی مقاومت می‌کنند، ویژگی حیاتی برای موتورها و ژنراتورها که به تعامل میدان‌های مغناطیسی وابسته‌اند. افزودن عناصری مانند دیسپروزیوم، آنها را قادر می‌سازد در دماهای بالای ۲۰۰ درجه سانتی‌گراد کار کنند؛ ترکیبی که آنها را در فناوری‌های پیشرفته بی‌رقیب کرده است.
جست‌وجوی جایگزین‌ها
یافتن جایگزین، اما، کار ساده‌ای نیست. دکتر لوئیس می‌گوید یک راه، استفاده از موادی با خواص شیمیایی مشابه عناصر کمیاب است. پلاتین یک گزینه است، اما کمیاب و گران. آهن‌رباهای ساخته‌شده از آلومینیوم، نیکل و کبالت ارزان‌ترند و در دماهای بالا خوب عمل می‌کنند، اما قدرتشان کسری از آهن‌رباهای کمیاب است. با این‌حال، افق‌های امیدوارکننده‌ای در حال ظهورند.
دکتر لوئیس روی ماده‌ای عجیب به نام تتراتائنیت کار می‌کند، ماده‌ای که روی زمین کمیاب است اما گاه از آسمان می‌آید. تتراتائنیت، که در شهاب‌سنگ‌ها یافت می‌شود، از لایه‌های نازک اتمی آهن و نیکل تشکیل شده است. با (BH)max نظری حدود ۳۳۵ کیلوژول بر متر مکعب، این ماده تقریباً به اندازه بهترین آهن‌رباهای نئودیمیومی قوی است و مقاومت حرارتی بیشتری دارد. نکته جذاب‌تر اینکه اجزای آنکه شامل آهن و نیکل هستند، فراوان و ارزانند.
اما مشکل در تولید است. تتراتائنیت طبیعی طی میلیون‌ها سال سرد شدن در شهاب‌سنگ‌ها شکل می‌گیرد. از دهه ۱۹۶۰، دانشمندان برای ساخت آن در آزمایشگاه تلاش کرده‌اند، اما فرآیند - که شامل بمباران آهن و نیکل با پرتوهای نوترون است - بسیار کند است. تیم دکتر لوئیس روشی نوآورانه را آزمایش می‌کند: گرم کردن آهن و نیکل در خلأ، تحت میدان مغناطیسی و فشار مکانیکی. طبق مقاله‌ای در سال ۲۰۲۴، این روش می‌تواند تتراتائنیت را در ۶ هفته تولید کند؛ میلیون‌ها برابر سریع‌تر از طبیعت، هرچند هنوز برای تولید انبوه کند است.
نوآوری در افق
در مینه‌سوتا، شرکت نیرون مگنتیکس رویکردی متفاوت را دنبال می‌کند. این شرکت، بر اساس تحقیقات جیان‌پینگ وانگ، روی نیتریدهای آهن تمرکز دارد. در تئوری، این ماده می‌تواند (BH)max بیش از ۱۰۰۰ کیلوژول بر متر مکعب داشته باشد - بسیار فراتر از آهن‌رباهای کمیاب - هرچند در برابر میدان‌های مغناطیسی دیگر آسیب‌پذیرتر است. نیتروژن، برخلاف عناصر کمیاب، به‌وفور در دسترس است و می‌توان آن را از هوا استخراج کرد. نیرون ادعا می‌کند که مشکل تولید انبوه را حل کرده و قصد دارد اواخر امسال کارخانه‌ای آزمایشی با ظرفیت ۱۵۰۰ تن در سال راه‌اندازی کند. همچنین برنامه‌ای برای احداث کارخانه‌ای ۱۰ هزار تنی تا سال ۲۰۲۷ دارد. با این‌حال، عملکرد کنونی آنها با (BH)max حدود ۲۸۶ کیلوژول بر متر مکعب، هنوز از آهن‌رباهای نئودیمیومی عقب است. اما پیشرفت‌های مداوم و سرمایه‌گذاری ۱۴۰ میلیون دلاری - یک‌سوم از دولت آمریکا و بقیه از سرمایه‌گذارانی مانند جنرال موتورز و استلانتیس (که سهامدار اصلی‌اش، اکسور، مالک اکونومیست است - نویدبخش آینده‌ای روشن است.
چشم‌انداز ژئوپلیتیک
بااین‌حال، هیچ‌یک از این نوآوری‌ها نمی‌توانند کمبود کنونی را به‌سرعت رفع کنند. برخی شرکت‌ها به مذاکرات تجاری ۶ مه بین آمریکا و چین دل بسته‌اند، اما تاخیرهای مکرر امیدها را کمرنگ کرده است. جک هاولی معتقد است که دولت‌ها باید رویکردی جسورانه‌تر در پیش گیرند: «آنها باید تلاشی هماهنگ برای حمایت از فناوری‌های غیروابسته به چین انجام دهند.» این نیاز، ریشه در تاریخچه‌ای از آسیب‌پذیری دارد. در سال ۲۰۱۰، توقف صادرات چین به ژاپن نشان داد که وابستگی به یک کشور تا چه حد می‌تواند فلج‌کننده باشد. امروز، با تشدید تنش‌های تجاری، این درس بیش از پیش آشکار است.
جهان در آستانه تحولی مغناطیسی ایستاده است. آهن‌رباهای کمیاب، زمانی نمادی از پیشرفت فناوری، اکنون به پاشنه آشیل اقتصادهای پیشرفته بدل شده‌اند. اما بحران، محرک نوآوری است. از آزمایشگاه‌های شفیلد تا استارت‌آپ‌های مینه‌سوتا، دانشمندان و کارآفرینان در حال بازنویسی قواعد بازی‌اند. زمان ایده‌آل برای این کار شاید ۲۰ سال پیش بود، اما بهترین زمان بعدی، همین امروز است. آیا جهان می‌تواند این فرصت را غنیمت شمارد، یا بار دیگر در دام وابستگی گرفتار خواهد شد؟
ارسال نظر