Un processus développé par les États-Unis pourrait simplifier la production de terres rares et réduire la dépendance à l'égard de la Chine.
Les éléments de terres rares sont des composants essentiels d'un large éventail de technologies modernes, des smartphones aux climatiseurs en passant par les moteurs électriques qui alimentent les véhicules. Toutefois, la demande mondiale croissante de ces matériaux est satisfaite par une chaîne d'approvisionnement dominée par un seul acteur : la Chine. Ce pays est non seulement leader dans l'extraction des terres rares, mais il a une emprise encore plus étroite sur leur traitement et leur raffinage. Les technologies de séparation actuelles, développées en Chine, consomment beaucoup d'énergie, impliquent de multiples étapes complexes et reposent sur des produits chimiques qui peuvent nuire à l'environnement.
Aujourd'hui, des chercheurs américains ont a développé une alternative prometteuse qui pourrait améliorer de manière significative l'accès national à ces ressources vitales. D'après le Ingénierie intéressante, Cette innovation constitue donc une véritable percée. Développée à l'université du Texas à Austin, la nouvelle méthode s'inspire des systèmes biologiques et de leurs mécanismes de filtrage sélectif. Les cellules humaines, par exemple, utilisent des protéines spécialisées pour laisser passer certains ions et en bloquer d'autres - un concept que les chercheurs ont adapté pour séparer les éléments de terre rare.
De minuscules gardiens qui ne laissent passer que les terres rares
En s'inspirant de ce modèle biologique, l'équipe a créé des canaux membranaires synthétiques à l'aide de pores nanoscopiques. Ces nanopores sont construits autour de structures appelées pillararenes-Des molécules organiques en forme d'anneau. Les scientifiques ont modifié ces molécules pour empêcher les ions courants tels que le potassium, le sodium et le calcium de passer dans les solutions aqueuses, tout en autorisant de manière sélective les ions de terres rares tels que l'europium et le terbium. Le terbium est particulièrement important, car sa séparation est particulièrement difficile et la Chine détient une part écrasante de sa production.
Les canaux membranaires ont fait preuve d'une sélectivité remarquable, dépassant de loin les méthodes traditionnelles à base de solvants, qui nécessitent des dizaines d'étapes pour obtenir des résultats similaires. Le prochain objectif est d'intégrer cette technologie dans un système évolutif adapté aux applications industrielles. L'équipe de recherche développe actuellement une plateforme capable de transporter non seulement des ions de terres rares, mais aussi d'autres éléments d'importance stratégique comme le lithium et le gallium. Leur objectif ultime est de permettre une extraction des ressources plus efficace et plus durable sur le plan environnemental aux États-Unis.
Bien qu'il s'agisse d'un grand pas en avant, il ne s'agit pas encore d'une indépendance totale par rapport à la chaîne d'approvisionnement en terres rares de la Chine. Outre l'extraction et le raffinage, la Chine domine la transformation des terres rares en aimants de haute performance et autres matériaux avancés. Les États-Unis sont commencent à peine à se doter de ces capacités.
Plus d'innovation: Dans le monde entier, les chercheurs explorent de nouveaux moyens d'améliorer le traitement des terres rares. Les rapports précédents ont mis en lumière les efforts déployés pour “éponges”et même microbes. La Chine, leader actuel du marché, va également de l'avant avec ses propres innovations, telles que des techniques de production plus rapides utilisant les technologies de l'information et de la communication (TIC) et les technologies de l'information et de la communication (TIC). les courants électriques.
Photo : Andrey Prokhorov via Canva
