製程快速簡易，人造「宇宙磁鐵」有望取代稀土元素

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作者 Daisy Chuang | 發布日期  2022年10月27日 10：00

以英國與奧地利科學家開發出有機會替代稀土的物質，未來實驗室製造出來的「人工宇宙磁鐵」，有望應用在風力發電、電動車上。

稀土是製造永磁體的重要元素，更是發展再生能源、電動車的重要基石，只是目前世界上所有稀土元素幾乎來自中國，為了降低環境影響與避免供應鏈風險，許多科學家正尋找替代方案，而過去也確實有找到解方，也就是來自宇宙的「正方鎳紋石」（Tetrataenite）。

不過正方鎳紋石來源不簡單，這種鐵鎳合金有著特定有序原子結構，鐵跟鎳原子要花幾百年才能在隕石中排列成特定順序，最後形成類似稀土磁鐵的宇宙磁鐵。

1960年代科學家們透過用中子轟擊鐵鎳合金來人工形成正方鎳紋石，但很明顯這種昂貴複雜且不切實際的方法很不適合規模商業化，現在劍橋大學團隊與奧地利科學家攜手帶來更快速有效的解方，不需要數百萬年的冷卻或是中子輻射，只要添加磷就可大量生產出鎳紋石。

研究團隊指出，隕石中的磷可以加速鐵和鎳原子移動速度，能夠形成必要的有序堆疊，不需等待數百萬年，只要混合適量的鐵、鎳和磷，就能夠將正方鎳紋石的形成速度提高11到15個數量級，幾秒鐘就可以形成。

劍橋大學材料科學與冶金系教授Lindsay Greer表示，基本上不需要特別處理，只要將合金熔化，倒進模具後就成功製造出正方鎳紋石了，過去除非我們做一些極端實驗，否則無法製造出正方鎳紋石，新研究完全顛覆我們對材料的看法。

但話說如此，就算團隊已經找到快速有效的方法來製造正方鎳紋石，但還需要做的研究與工作來確定任可不可以用來製造高性能磁體，未來還需要與磁鐵製造商合作探討，同時這項研究也可能會讓天文學家開始設想，是否需要花幾百萬年才能在隕石中形成正方鎳紋石。