游客,你好!登陆/注册 触版 彩版 简版
首页>科学探索

一部手机中大约有75种元素,有些金属元素根本没有替代物

DeepTech深科技 2016-11-29 08:19:27
.
从智能手机到太阳能电池板,许多金属元素都在高科技产品中扮演着举足轻重的地位。近日,耶鲁大学研究发现,这些元素的短缺将导致一部分高科技产品市场的衰退。
在一项综合分析中,耶鲁大学林业与环境研究学院的一组研究人员评估了消费品中元素周期表中所有62种金属或准金属的使用情况。并分析了如果在储备减少或者供应减少时每种金属是否可以被替换。
根据她们的发现,没有一种金属具有能替代其所有主要用途的替代品。另外,根据去年12月刊登在美国国家科学院院刊上的研究成果,对于十几种金属来说,它们每种的主要用途都根本不存在潜在替代物。
研究者说:“随着人口和财富在世界范围内的增加,替代品的缺乏更说明了更好地管理金属资源的紧迫性。”
我们都爱电子产品,我们都喜欢智能手机。但是在20或者30年后,我们是否仍然获得足够的金属供应生产出这样强大的智能手机呢?耶鲁大学林业与环境研究学院的研究者Barbara Reck发出了类似的感叹。他补充道:“基于我们的发现可知,单独的替代物不可能解决周期表中任何金属的潜在供应限制。”
这项研究是耶鲁团队最后一次尝试去评定这个星球上现有的金属资源的临界值,评定的依据则是根据该金属的实际使用价值以及它和这个对电子产品需求日益增长的全球市场,这两者的供求关系。
该项正在进行中的研究目的是找到一种可以定量评估各类金属资源在全球范围内的使用情况,以及它们是如何被回收,并如何被未来市场需求影响的。
为此,基于现有的文献资料和与大量金属材料科学家、咨询师以及产品设计师等业内人士的访谈资料,该团队编写了一份所有金属资源和其最佳替代材料,如果存在的话,的主要使用情况清单。然后,科研人员将这些可替代材料的属性定性的划分为四个量级:最优、好、可供替代和劣。最后他们再编译出一份使用颜色编码的周期表,表上将会把每种金属元素的可替代性根据这些划分量级清楚的标注出来。
尽管该研究的大多数结果都是在预料之内的,还是有一些例外。比如说,一些广泛使用的金属,如铜、铬、锰和锌,并没有较为理想的替代品存在。
“我们以为,至少它们中的少数可以有完全被替代的可能性,但实际上并没有”Ermelinda Harper,一位F&ES的该项研究的联合研究者和联合作者这样说道。
其他极少潜在替代物的金属包括:用于涡轮发动机部件和辐射屏的超级合金金属铼;用作控制车辆排放的催化剂的铂族金属铑;用于心血管成像的铊;和用于计算机和风力涡轮机中的永久磁铁中的稀土元素镝,用于平板显示器中的铕和钇,以及用于激光技术中的铥和镱。
Harper称:“越来越多的特种金属被用于新技术,比如太阳能系统。现在是应该认真思考应该使用什么金属,它的供应是否稳定了。”
研究者称:虽然特殊金属的使用情况受到技术创新和市场需求的影响,但是这些发现为分析金属的生命周期和替代材料的市场潜力提供了有价值的基础。
Reck说:“我们希望通过证明替代金属不是想象中那样唾手可得激发出跟广泛的讨论。例如,如果我们想确保这些特种金属的未来供应,我们需要做一个更好的工作来回收它们。这需要从许多不同层次上进行努力,如产品设计,到废物收集和分离到回收利用技术。”
这项研究的主要作者是:E. Graedel, the Clifton R. Musser,工业生态学教授,地质与地球物理教授,耶鲁大学林业与环境研究学院。
(第1/1页/共1469字/54阅)
标签: