Új Szó, 2019. augusztus (72. évfolyam, 177-202. szám)
2019-08-16 / 190. szám
10| TUDOMÁNY ÉS TECHNIKA 2019. augusztus 16. | www.ujszo.com Már nem csak vizet és levegőt fogyasztunk Az emberiség immár nemcsak oxigént és vizet használ jelentős mennyiségben, hanem sok egyéb mellett fémeket - ugyanis rengeteg olyan termék készül ipari mennyiségben, amelyekhez szükségesek (Fotó: Shuterstock) CSIBRÁNYI ZOLTÁN Mi a közös a vasbetonban, a LED villanykörtében és a jegygyűrűben? Fogósnak tűnhet a kérdés, de a válasz egyszerű: mind tartalmaz fémet. Csakhogy ezek is elfogyhatnak. Ez eddig nem érdekelte az emberek többségét, mert hiányuk még nem érintette őket a hétköznapjaikon. De mi lesz, ha már nem jutunk hozzá egyes fémekhez? Az emberiség immár nemcsak oxigént és vizet használ jelentős mennyiségben, hanem sok egyéb mellett fémeket - ugyanis rengeteg olyan termék készül ipari mennyiségben, amelyekhez szükségesek. Az ember lélekkel bíró lény, amire nem nehéz hatni. így természetesen könnyű hozzászokni olyan újdonságokhoz, amelyeket azzal kínálnak: velük az élet könnyebb, jobb, biztonságosabb. Millióknak van golyóstolla, autója, mobiltelefonja, számítógépe, biztonsági bejárati ajtaja. Mindhez kellenek fémek is. Egyesek el sem tudják képzelni életüket modem korunk számtalan vívmánya nélkül. Mihez kezd fajunk a jövőben, ha a természet kínálta alapanyagok elfogynak a számunkra? Mert bár teljesen nem fognak eltűnni a Földről például a fémek, de mennyiségük lecsökkenhet olyannyira, onnantól nem lehet ipari felhasználáshoz kellő mértékben kinyerni. Napjainkban minden korábbinál nagyobb iramban folyik a kitermelés és a felhasználás; egyes kémiai elemek általunk elérhető mennyisége már mostanra jócskán megcsappant. Igaz, eközben, hála a hatékony keresési módszereknek, egyes ásványianyag-forrásokból is egyre többről van tudomásunk. Egy példa: 1950-ben úgy becsülték, cinkből a Föld tartalékai 70 tonnát tesznek ki. Ehhez képest 1950-2000 között 266 tonna cinket termelt ki az ipar. 2000-ben pedig 190 tonnára becsülik a Föld cinktartalékait (econlib.org). A korábban az alumíniumgyártásban használt kriolit azonban az 1980-as évek végétől nem áll rendelkezésre kinyerhető mennyiségben; már csak művileg tudják előállítani. Könnyű lenne azt mondani, majd megoldanak mindent különféle műanyagokból. Csakhogy, tapasztaljuk, azokból már most is túl sok van. Más megoldás kell. Nézzünk példákat, milyen elemeket hasznosít nagyban az ipar, amelyeknek ilyformán mi is hasznát vesszük. A bróm vegyületeit alkalmazza a gyógyszeripar, kiválóak vízfertőtlenítésre, tesztelik elektromos autók akkumulátoraiban. Forrásai a különösen sós tengervizek, sós tavak, mint a Holt-tenger, ám ezek kiszipolyozása sem tarthat örökké. Környezetbarátnak kikiáltott műszaki megoldásokhoz is használnak olyan fémeket, amelyekből szűkös a könnyen begyűjthető mennyiség: vagy egyszerűen kevés van belőlük, vagy a gazdagabb lelőhelyek olyan - sokszor politikai játszmák miatti - konfliktusos térségekben vannak, amelyeket kockázatosnak ítélhetnek a kitermelők. A terbium folyadékkristályos kijelzők és elektromos autók üzemanyagcelláinak alkotóeleme. Neodímium mágnesek kerülhetnek szélturbinákba, számítógépes merevlemezekbe, elektromos járművekbe. A legnagyobb mértékben Kína területén kitermelt diszprózium a neutronelnyelő hatása miatt nukleáris erőművekben is használatos. Nem mellékesen az említettek feldolgozása sem éppen természetbarát. Az Európai Kémiai Társaság (Eu- ChemS) 2019-ben kiadta a periódusos rendszer sajátos változatát a világunkat alkotó 90 természetes elemmel. Látható rajta, bőven van például oxigén, hidrogén és alumínium. Másokból fokozódó hiány alakulhat ki a növekvő felhasználás miatt, ide sorolták a platinát is, amelynek egyes vegyületei daganatellenes gyógyszerekbe kerülnek. Egyesekből tartós hiány léphet fel a következő 100 évben. Utóbbiak közé került az ezüst, ami ékszeralapanyag, nyomtatott áramkörök és gombelemek alkotórésze, a gyógyászat a fertőtlenítő hatását használja ki. A gallium növeli az üveg törésmutatóját. A hélium az orvosi diagnosztikában használt MRl-készülék hűtőanyaga. A tellúr kadmiummal vagy cinkkel ötvözve napelemekbe kerül. A stroncium egyik formája csontritkulás kezelésére adott gyógyszerhatóanyag. A cinket festékekbe, műanyagokhoz is használják, rézzel ötvözve sárgarezet eredményez. A germánium integrált áramkörökbe kerül. Indiumhoz a cinkgyártás melléktermékeként jutunk, elvileg van belőle elég, de egyre kevésbé elérhető (LCD- tévéképemyők, érintőképernyők, korrózióálló ötvözetek egyik alkotóeleme). Az arzén gyógyszerhatóanyag is. A nagyon ritka hafnium erősíti egyes ötvözetek szilárdságát. Az egyedi periódusos rendszeren megjelölték azt a 31 elemet, amelyek megtalálhatók az okostelefonokban. Úgy tűnik, ezek több mint felének a fellelhetősége már a következő években mind szűkösebb lesz. Megoldás lehetne kevesebbet használni belőlük. Persze ez nehéz: a kitermelők és a gyártók érdeke az eladások növelése; a vevők pedig, erről már volt szó, könnyen hozzászoknak a jóhoz. Jó lenne sokkal többet újrahasznosítani. És új utak is kereshetők. Egyre többen kutatják a helyettesítő megoldásokat. De ez csak akkor hozhat érdemi változást, ha utána a fejlesztők-gyártók hajlandóságot mutatnak az új lehetőségek iránt, és ha a vevők elfogadják akár a kevésbé jót is. Ezzel megint ott vagyunk, amiért mindez nehéz. Itt okvetlenül meg kell jegyezni egy lényeges részletet. A Yale Egyetem kutatói rámutattak, a fémek helyettesítése nagyon problematikus, mert a helyettesítőanyagoknak elvben pontosan ugyanolyan tulajdonságokkal kellene rendelkezniük, amilyenekkel a helyettesítendő fémek bírnak, de ez korántsem egyszerű (tanulmányuk az Amerikai Tudományos Akadémia folyóiratában jelent meg, PNAS, 2013. október). Számtalan használati tárgy és műszaki megoldás segíti emberek millióinak életét - és ezt ma magától értetődőnek véljük. Ám ha egyszer a szabadnak tartott (de nem végtelen mennyiségű) természeti javakhoz nem fog tudni megfelelő mennyiségben hozzájutni az ipar, onnantól egyre kevesebbek élvezhetik az életet könnyítő eszközöket és ilyenolyan fejlesztéseket. Az egyre kevesebbek sorának végén értelemszerűen már csak a gazdagok maradnak, akik majd még drágán is vásárolhatnak. A nagy kérdés, mi lesz, ha már nekik sem jut ajóból? Az izlandi lávamezőkön készül a Mars-misszióra a NASA Az Atlanti-óceánban lévő vulkanikus szigetország talaja valamelyest hasonlít a marsi környezethez fekete bazalthomokjával, szelek alkotta dűnéivel és rögös hegycsúcsaival (Fotó: Shutterstock) MTI-H(R A 2020-ra tervezett Marsmissziójára készülve az amerikai űrkutatási hivatal az izlandi lávamezőkön készíti fel feladatára marsjárója prototípusát. A NASA a szigetország második legnagyobb gleccserének, a Langjökullnak a tövében lévő Lambahraun lávamező rideg térségét választotta ki a célra, júliusban három héten át 15 tudós és mérnök dolgozott a Reykjavíktól 100 kilométerre nyugatra lévő térségben a marsjáró prototípusának tökéletesítésén. Az Atlanti-óceánban lévő vulkanikus szigetország talaja valamelyest hasonlít a marsi környezethez fekete bazalthomokjával, szelek alkotta dűnéivel és rögös hegycsúcsaival. Ezen a terepen pontosan olyan tapasztalatokat szerezhetünk, amelyekre a tudósoknak szükségük van a végső modell működtetéséhez - mondta Adam Deslauriers, a kanadai Mission Control Space Services vállalat vezetője. Ez az ottawai székhelyű cég kapott megbízást a NASA-tól arra, hogy tesztelje a marsjáró prototípusát a SAND-E (Semi-Autonomous Navigation for Detrital Environments) projekt keretében. A prototípus egy kicsiny elektromos rover fehér panelekkel és narancssárga alvázzal. A négykerekű járművet két motor hajtja és 12 kicsiny gépkocsiakkumulátor táplálja. „Ez a rover tulajdonképpen elpusztíthatatlan” - hangsúlyozta Deslauriers, utalva arra, hogy a prototípust az izlandi környezethez igazították, mivel azok a végső szerkezetek, amelyeket a Marson és a Holdon fognak használni, túl érzékenyek volnának az izlandi feltételekre. A holdjárót például nem kell felkészíteni az esőre - magyarázta az AFP francia hírügynökségnek. A szenzorokkal, egy számítógéppel, duplalencsés kamerával felszerelt és távirányítással működő rover mintegy 570 kilogramm súlyú, és másodpercenként 20 centimétert képes megtenni. Szükség van az alacsony sebességre, hogy képes legyen tökéletes adatokat gyűjteni és felvételeket készíteni - mondta Mark Vandermeulen robotmémök. A lávamezőn a sebessége még így is kétszer-négyszer gyorsabb, mint amilyen a Marson vagy a Holdon lesz. Szenzorai és kamerája révén a marsjáró a környezetéről gyűjt adatokat és küldi el a mérnökök lakókocsijához. Izlandot már korábban is használták NASA-missziók felkészülési területeként. Az Apolló-missziók idején 32 űrhajós kapott geológiai oktatást az 1960-as években az ország északi részén lévő Krafla-kráter térségében. A NASA azt tervezi, hogy jövő nyáron, a marsjáró útnak indítása előtt visszatérnek Izlandra újabb tesztek elvégzésre.
