Les éléments de la série des lanthanides du tableau périodique sont considérés comme des éléments des terres rares. Voir plus de photos de science verte. Steven Taylor/Choix du photographe/Getty Images Les terres rares ne sont pas respectées. Coincé près du bas du tableau périodique des éléments, et donné des noms imprononçables comme praséodyme et ytterbium, ils ont loin du glamour et de la popularité que l'oxygène, azote, carbone et les autres chart-toppers le font. Zut, même le zirconium - utilisé pour créer le simulant de diamant de zircone cubique souvent moqué - s'en sort mieux que les terres rares. L'ironie de tout cela est que la plupart des gens utilisent quotidiennement des produits à base de terres rares. En réalité, vous pourriez dire que nous ne serions pas en mesure de vivre sans eux, comme on les trouve dans la plupart des gadgets de haute technologie :téléphones portables, des ordinateurs, iPod et plus.
Et alors, exactement, sont ces choses ? Il existe 17 éléments de terres rares, selon une définition largement acceptée, qui présentent tous des propriétés chimiques similaires :les éléments de la série des lanthanides -- le lanthane, cérium, praséodyme, néodyme, prométhium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium et lutétium -- plus yttrium et scandium, classés comme « métaux de transition » [source :Chambres du Parlement]. (Toutefois, certains scientifiques peuvent exclure le scandium, ou à la fois du scandium et de l'yttrium, du groupement des terres rares, selon la façon dont ils pensent que ces deux éléments sont similaires aux lanthanides.) Ces éléments, aussi appelés métaux des terres rares, ont été découverts en 1787 par le chimiste lieutenant Carl Axel Arrhenius, après avoir trouvé un étrangement lourd, roche noire dans une carrière à Ytterby, Suède, qu'il nomma ytterbite [sources :Vanderkrogt, Pensez Global Green].
Ces métaux ne sont pas vraiment rares, on les trouve en abondance dans le monde entier. Les gens les considèrent rares, bien que, parce qu'ils sont dispersés en tout petits morceaux sur toute la planète, non regroupés en veines, comme le cuivre. Réellement, ils se trouvent en grappes - mais avec d'autres terres rares, pas seulement leur genre particulier. Cela signifie qu'ils doivent être récoltés, puis séparé en chaque élément unique, ce qui est difficile et coûteux. En réalité, lorsque les éléments ont été initialement découverts, et les scientifiques ne savaient pas encore quoi en faire, ils ont été extraits ensemble en groupe. Ce méli-mélo d'éléments s'appelait « mischmetal » [source :Popular Mechanics]. Vraiment.
Depuis des décennies, les scientifiques se sont penchés sur ces éléments, réalisant finalement leur grand potentiel. Pour une chose, les terres rares ont de merveilleuses propriétés magnétiques et conductrices, nous permettant de réduire nos appareils technologiques. Souvenez-vous du Walkman Sony des années 1970, le premier appareil de musique portable ? Ce lecteur compact a été rendu possible en partie parce qu'il contenait un petit aimant puissant en samarium. Aujourd'hui, les aimants à base de samarium ont été remplacés par des aimants encore plus petits, ceux en néodyme plus forts - d'où le petit descendant du Walkman, l'iPod [source :Popular Mechanics, Lynas Corp.]. Les terres rares brillent également dans l'arène de la défense, où ils sont utilisés pour tout créer, des lunettes de vision nocturne aux armes à guidage de précision.
Les États-Unis ont autrefois dominé le monde dans le traitement des terres rares, mais aujourd'hui cette distinction appartient à la Chine, qui ont bénéficié de subventions gouvernementales dans les années 1980 et 1990 qui leur ont permis d'inonder le marché international de terres rares bon marché. Au fur et à mesure que la Chine en a de plus en plus besoin, cependant, ils ne vendent pas autant au reste du monde, et une pénurie se profile. Les États-Unis ont redémarré leur ancienne usine de production, et pourra éventuellement à nouveau couvrir sa propre consommation de métaux des terres rares [source :National Geographic].
C'est génial de rétrécir nos jouets de haute technologie grâce à l'utilisation de terres rares, mais ils ont d'autres usages importants, surtout en ce qui concerne l'environnement. Les métaux sont utilisés dans la création de nombreux objets « verts », y compris les voitures hybrides, contrôle de la pollution de l'air, Ampoules LED et éoliennes.
Spécifiquement, les aimants fabriqués à partir de terres rares sont utilisés dans les éoliennes et les articles connexes tels que les générateurs, les rendant forts et puissants, pourtant léger et efficace. Batteries rechargeables, qui alimentent tout, des minuscules liseuses aux véhicules hybrides lourds mentionnés ci-dessus, utiliser également ces éléments, le lanthane en particulier. Chaque Toyota Prius, par exemple, transporte 10 livres (4,5 kilogrammes) de lanthane dans sa batterie « nickel-métal hydrure ». (Devinez à quoi la partie "métal" du nom fait référence ? Lanthane, bien sûr [source :Popular Mechanics].)
Bien sûr, les terres rares ne sont pas parfaites. Tous les minerais de terres rares contiennent de l'uranium et du thorium - des éléments radioactifs qui deviennent des déchets lorsqu'ils sont extraits, et doit être soigneusement éliminé. Il faut également plus de produits chimiques pour séparer l'uranium et le thorium que pour séparer les métaux de base tels que le cuivre, zinc et plomb, ce qui n'est pas bon pour l'environnement [source :Think Global Green].
En Chine et ailleurs, des réglementations laxistes et l'extraction illégale de métaux des terres rares ont pollué les terres et l'eau et même empoisonné les habitants locaux, ce qui est évidemment un enjeu majeur [source :Houses of Parliament]. Le processus d'extraction utilise beaucoup d'énergie, trop, et peut causer la dégradation et l'érosion de la couche arable. Et enfin, de nombreux gadgets high-tech fabriqués avec des terres rares sont jetés dans des décharges lorsqu'ils ne sont plus utiles, et les chercheurs ne savent pas encore si, heures supplémentaires, les terres rares seront relâchées dans l'environnement - et si c'est le cas, ce que cela peut signifier pour notre planète [source :Chambres du Parlement, Forgeron].
Finalement, bien que, la production de terres rares continue de monter en puissance, suggérant que, au moins pour l'instant, leurs innombrables avantages environnementaux et sociétaux l'emportent sur les coûts. Il semble donc que ces éléments soient là pour rester - au moins jusqu'à ce que la prochaine meilleure chose soit découverte.
Je l'admets :je déteste la science. (les maths aussi, si vous devez savoir.) Donc ce sujet ne m'a pas emballé au départ. Jusqu'à ce que je réalise que cela signifiait que j'avais enfin quelque chose de scientifique à discuter avec ma fille aînée, qui vient d'obtenir un B.S. en chimie. Ma fille connaissait les éléments des terres rares, et m'a aidé à bien comprendre de quoi il s'agit. Cette touche personnelle a rendu le sujet beaucoup plus intéressant pour moi, et j'espère que cet intérêt se reflète dans cet article.
