Nadir bumi, juga dikenali sebagai Unsur Nadir Bumi (REE), ialah sekumpulan 17 unsur kimia, termasuk 15 unsur dalam keluarga Lantanida bersama Scandium (Sc) dan Yttrium (Y).
Dalam pemahaman yang sama, nama nadir bumi sering menimbulkan sumber yang sangat terhad dan berharga seperti emas. Walau bagaimanapun, ahli geologi dan saintis material telah mencapai kesimpulan yang sama sekali berbeza.
Kumpulan unsur ini sebenarnya terdapat di seluruh kerak Bumi. Sesetengah unsur lebih banyak daripada kuprum (Cu) atau zink (Zn). Apa yang menjadikan nadir bumi istimewa bukanlah kekurangannya tetapi proses pembentukan, pengedaran, perlombongan dan penapisan yang kompleks.
Kumpulan unsur nadir bumi merangkumi 17 unsur kimia dalam kumpulan Lanthanum bersama Scandium dan Yttrium (Foto: Getty).
Nama itu berasal dari salah faham sejarah.
Penamaan nadir bumi berasal dari keadaan sejarah pada akhir abad ke-18 apabila saintis Eropah mula-mula mengasingkan oksida logam khas daripada mineral yang kelihatan aneh, sering muncul di kawasan geologi yang sempit dan tidak boleh diakses.
Pada masa itu, oksida logam yang tidak diketahui sifatnya sering dipanggil bumi. Mineral yang mengandungi oksida ini tidak biasa, jadi komuniti saintifik pada masa itu memberi mereka nama nadir bumi.
Nama ini masih digunakan sehingga kini tetapi mengelirukan. Nadir bumi tidak jarang dalam rizab tetapi jarang dalam bentuk bijih kaya yang boleh dilombong secara ekonomi . Unsur-unsur ini diedarkan secara meluas tetapi dalam kepekatan rendah. Ia jarang terkumpul dalam deposit besar seperti besi atau bauksit.
Menurut analisis oleh Institut Penyelidikan Geologi Jerman GFZ, unsur nadir bumi sering bercampur dalam banyak mineral yang berbeza dan jarang muncul dalam kepekatan tinggi.
Nadir bumi tersebar dalam kepekatan rendah, menjadikan penerokaan dan perlombongan mahal, walaupun rizab global dinilai banyak (Foto: Getty).
Ini menjadikan proses mengukur dan mencari mendapan nadir bumi sebagai latihan yang mahal dan memakan masa.
Walaupun deposit ditemui, pemulihan sebenar selalunya hanya beberapa peratus atau kurang. Penyerakan ini menjadikan nadir bumi, walaupun banyak dalam rizab global, sumber yang sukar untuk diakses.
Satu siri halangan dari perlombongan hingga penapisan
Cabaran terbesar untuk nadir bumi terletak pada proses pemisahan dan penulenan. Oleh kerana struktur elektronnya yang serupa, unsur nadir bumi sukar dipisahkan. Mengasingkan neodymium daripada praseodymium atau nadir bumi berat daripada yang ringan memerlukan beratus-ratus langkah pengekstrakan berulang.
Kajian oleh Massachusetts Institute of Technology (MIT) telah menunjukkan bahawa penapisan nadir bumi adalah salah satu proses yang paling kompleks dalam metalurgi moden. Proses ini menggunakan banyak asid kuat dan bahan organik, dan menghasilkan sejumlah besar sisa pepejal dan larutan toksik.
Dalam banyak lombong, bijih nadir bumi bercampur dengan torium dan uranium, yang secara semula jadi radioaktif. Jika tidak dilupuskan dengan betul, sisa ini menimbulkan risiko jangka panjang pencemaran tanah dan air.
Kebimbangan alam sekitar adalah sebab mengapa banyak negara menyekat perlombongan nadir bumi walaupun rizabnya besar. Hanya beberapa negara yang memiliki kedua-dua teknologi dan keupayaan untuk menyerap kos pemprosesan. Ini telah menyebabkan penumpuan rantaian bekalan nadir bumi di beberapa negara, mewujudkan risiko perdagangan geopolitik dan global.
Pasukan penyelidik dari Penn State dan Lawrence Livermore National Laboratory telah membangunkan kaedah biologi menggunakan protein bakteria untuk mengekstrak dan mengasingkan unsur nadir bumi daripada sisa industri dan peranti elektronik (Gambar ilustrasi).
Dalam laporan 2023 Agensi Tenaga Antarabangsa (IEA), nadir bumi dikelaskan sebagai mineral penting untuk tenaga bersih bersama litium, kobalt dan nikel.
Laporan itu menekankan bahawa risiko pergantungan bekalan adalah jauh lebih besar daripada risiko rizab asli. Ini juga sebab mengapa nadir bumi dianggap sebagai kad strategik dalam persaingan teknologi antara kuasa besar.
Nilai strategik dalam teknologi moden
Nadir bumi memainkan peranan penting dalam banyak bidang teknologi tinggi. Terutamanya magnet kekal berasaskan Neodymium, Praseodymium dan Dysprosium.
Magnet ini mempunyai ketumpatan rendah tetapi menghasilkan daya magnet yang sangat kuat. Ia adalah komponen penting bagi motor kenderaan elektrik, turbin angin, robot industri, dron dan pemacu keras. Elemen lain juga mempunyai aplikasi penting.
Nadir bumi adalah "kad strategik" kuasa besar kerana peranan penting mereka dalam teknologi tinggi (Foto: Getty).
Cerium digunakan dalam penukar pemangkin untuk rawatan gas ekzos dan dalam penggilap kaca optik. Lanthanum ditemui dalam kanta kamera dan dalam bateri hidrida logam nikel yang pernah digunakan dalam kereta hibrid. Europium dan Terbium ialah dua bahan bercahaya utama untuk paparan warna awal dan banyak LED.
Dalam bidang bioperubatan, gadolinium adalah agen kontras penting dalam pengimejan resonans magnetik (MRI). Sebatian yang mengandungi unsur nadir bumi juga digunakan dalam penyelidikan rawatan kanser berkat keupayaannya untuk mengeluarkan tenaga ciri.
Kajian saintifik yang diterbitkan dalam jurnal Nature Reviews Materials menyatakan bahawa bahan nadir bumi membuka arah baharu untuk teknologi kuantum dan nanoelektronik.
Permintaan tinggi daripada industri tenaga hijau dan digital menjadikan nadir bumi sebagai sumber yang sangat diperlukan. Kenderaan elektrik memerlukan kuantiti magnet kekal yang banyak. Turbin angin luar pesisir sangat bergantung padanya untuk mengekalkan prestasi yang stabil. Teknologi kecerdasan buatan, peranti pintar dan sistem pertahanan moden semuanya menggunakan bahan nadir bumi di banyak lokasi utama.
Nadir bumi memainkan peranan penting dalam banyak teknologi moden dan industri tenaga (Ilustrasi: Getty).
Percanggahan antara nama nadir bumi dan kelimpahannya dijelaskan oleh dua faktor: Pertama, penyebaran geologi mereka menyebabkan mereka sukar untuk dilombong secara ekonomi. Kedua, proses penapisan yang kompleks dan mahal mereka mewujudkan halangan utama yang mengehadkan bekalan global.
Jika rizab semula jadi adalah satu-satunya ukuran, nadir bumi bukanlah sumber nadir. Apa yang jarang berlaku ialah keupayaan untuk melombongnya secara bersih, teknologi peleburan yang canggih, dan kawalan rantaian bekalan. Apabila dunia bergerak ke arah tenaga bersih dan teknologi tinggi, kumpulan elemen ini semakin strategik.
Banyak negara telah mengumumkan rancangan untuk meningkatkan sara diri mereka dalam nadir bumi. AS, Eropah, Jepun dan Korea Selatan melabur banyak dalam mengitar semula magnet lama dan membangunkan teknologi pemisahan generasi baharu. Penyelidikan di Universiti Cambridge dan Institut Teknologi Tokyo menunjukkan bahawa keupayaan untuk memulihkan nadir bumi daripada bateri lama dan peranti elektronik yang dibuang membuka satu cara untuk mengurangkan pergantungan pada perlombongan primer.
Semua usaha ini menunjukkan bahawa nadir bumi tidak jarang dalam alam semula jadi tetapi jarang dalam kebolehcapaian. Oleh itu, mereka dianggap sebagai sumber strategik yang membentuk masa depan teknologi global.
Sumber: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/su-that-phia-sau-hieu-nham-hang-the-ky-ve-vitamin-cua-nganh-cong-nghiep-20251127122516385.htm
Komen (0)