Mesterséges intelligencia térképezett fel 67 000 mágnest – A ritkaföldfémektől mentes jövő kézzelfogható közelségben

Egy adatbázis, amely átalakíthatja a globális ellátási láncokat

A New Hampshire-i Egyetem tudósai mesterséges intelligencia segítségével létrehozták a mágneses anyagok eddigi legátfogóbb, kereshető adatbázisát – 67 573 vegyületet katalogizáltak, és 25 korábban fel nem ismert anyagot azonosítottak, amelyek még magas hőmérsékleten is megőrzik erős mágneses tulajdonságaikat. A Nature Communications folyóiratban megjelent munka segíthet megszüntetni a modern iparág egyik stratégiailag legveszélyesebb függőségét: a kínai ellenőrzés alatt álló ritkaföldfémekre való támaszkodást, amelyekre az elektromos járművek, a szélturbinák és a szórakoztató elektronikai cikkek meghajtásához szükséges mágnesek gyártásához van szükség.

Hogyan csinálta a mesterséges intelligencia?

Ahelyett, hogy a laboratóriumban potenciális anyagkombinációk millióit tesztelték volna – ami évtizedekig tartó folyamat lenne –, a UNH csapata egy olyan mesterséges intelligencia rendszert épített, amely automatikusan olvassa a tudományos szakirodalmat és kinyeri a kísérleti adatokat. A rendszer ezután betáplálja ezeket az információkat gépi tanulási modellekbe, amelyek előre jelzik, hogy egy adott anyag mágneses-e, és megbecsülik a Curie-hőmérsékletét, azt a küszöbértéket, amely felett egy mágnes elveszíti a tulajdonságait.

„A fenntartható mágneses anyagok felfedezésének felgyorsításával csökkenthetjük a ritkaföldfémektől való függőséget, csökkenthetjük az elektromos járművek és a megújuló energiarendszerek költségeit, és megerősíthetjük az amerikai gyártóbázist” – mondta Suman Itani, a UNH fizika PhD hallgatója, a vezető szerző. Az eredményül kapott erőforrást, a Northeast Materials Database-t már használják a kutatók a területen.

A ritkaföldfémekkel kapcsolatos probléma egyre súlyosbodik

A kutatás mögötti sürgősséget nehéz túlbecsülni. Kína ellenőrzi a globális ritkaföldfém-bányászat mintegy 60%-át, a feldolgozási kapacitás 85–90%-át, és a gépkocsikban, szélturbinákban és védelmi rendszerekben használt, nagy teljesítményű szinterezett állandó mágnesek több mint 90%-át gyártja. Egy tipikus elektromos jármű motorja 1–2 kilogramm neodímiumot és prazeodímiumot tartalmaz – ezeket az elemeket túlnyomórészt Kínában dolgozzák fel.

2025 áprilisában Peking tovább szigorította az ellenőrzést, és exportkorlátozásokat vezetett be hét nehéz ritkaföldfémre és az összes kapcsolódó vegyületre. Az európai ritkaföldfém-árak ezt követően a kínai belföldi árak hatszorosára emelkedtek, és egyes autógyártók kénytelenek voltak ideiglenesen leállítani a gyártósorokat. A Center for Strategic and International Studies szerint az ellenőrzések az amerikai védelmi ellátási láncokat is fenyegetik.

Párhuzamos áttörés a Georgetown Egyetemen

A UNH adatbázisa nem az egyetlen front a ritkaföldfém-mentes versenyben. A Georgetown Egyetem kutatói külön-külön szintetizáltak egy új osztályú mágneseket, amelyek nagy entrópiájú boridokon alapulnak – a Földön nagy mennyiségben előforduló átmenetifémeket és bórt kombinálva egy nagyrészt feltáratlan C16 kristályszerkezetben. Az így kapott anyagok mágneses anizotrópiája megközelíti a ritkaföldfém állandó mágnesekét, anélkül, hogy egyetlen neodímium- vagy diszpróziumatomot tartalmazna. A Phys.org által részletezett megközelítésük a nemesfémeket is teljes mértékben kiküszöböli.

A laboratóriumi asztaltól a gyárig

Mindkét áttörés előtt ugyanaz a meredek út áll: a laboratóriumi eredményeknek ki kell bírniuk az ipari méretű gyártást. A mágnes teljesítménye gyakran romlik, ha a vegyületeket tömegesen állítják elő, és egy teljesen új anyagcsoport gyártási folyamatainak optimalizálása évekig tart. Jiadong Zang professzor a UNH-n elismerte a kihívást, de bizalmát fejezte ki: a csapat „optimista, hogy kísérleti adatbázisunk és a növekvő mesterséges intelligencia technológiák elérhetővé teszik ezt a célt”.

Ha a 25 jelzett vegyület közül akár csak néhány is életképesnek bizonyul nagyüzemi méretekben, annak jelentős következményei lesznek. A tiszta energiára való átállás jelenleg egyetlen országban koncentrálódó ellátási lánctól függ – egy olyan országtól, amely már bizonyította, hogy hajlandó kihasználni ezt a befolyást. Egy hiteles, ritkaföldfém-mentes alternatíva nemcsak a költségeket csökkentené, hanem alapvetően megváltoztatná a zöld gazdaság geopolitikáját is.