Umelá inteligencia objavila 25 nových magnetov, ktoré znižujú závislosť elektromobilov od prvkov vzácnych zemín

Inteligentnejší spôsob hľadania magnetov

Vedci z University of New Hampshire nasadili umelú inteligenciu, aby sa popasovali s jednou z najpálčivejších výziev moderného priemyslu: ukončením závislosti od magnetov zo vzácnych zemín, ktorým dominuje Čína. Trénovaním modelov strojového učenia na autonómne spracovanie tisícok vedeckých prác, výskumníci vytvorili Northeast Materials Database – katalóg 67 573 magnetických zlúčenín – a identifikovali 25 predtým neznámych materiálov, ktoré si zachovávajú magnetizmus pri vysokých teplotách.

Štúdia, publikovaná v Nature Communications v októbri 2025 a vedená Sumanom Itanim, Yibom Zhangom a hlavným fyzikom Jiadongom Zangom, predstavuje významný skok v materiálovej vede. Projekt, financovaný Úradom pre základné energetické vedy Ministerstva energetiky USA, využil spracovanie prirodzeného jazyka na extrahovanie experimentálnych dát z vedeckej literatúry v rozsahu, ktorý by žiadny ľudský tím nedokázal sám zopakovať.

Prečo je Curieho teplota rozhodujúci test

Kľúčovou vlastnosťou, ktorú mala AI predpovedať, je Curieho teplota – bod, pri ktorom materiál stráca svoj magnetizmus vplyvom tepla. Pre elektromotory v autách alebo veterných turbínach musia magnety zostať stabilné aj v náročných prevádzkových podmienkach. Väčšina kandidátskych materiálov v tomto teste zlyháva. 25 novo identifikovaných zlúčenín ho prešlo, čo z nich robí životaschopných kandidátov pre reálne priemyselné aplikácie.

"Urýchlenie objavovania udržateľných magnetických materiálov môže znížiť závislosť od prvkov vzácnych zemín a znížiť náklady na elektrické vozidlá a systémy obnoviteľnej energie," povedal vedúci výskumník Suman Itani.

Systém AI zužuje výber najvhodnejších magnetických zlúčenín pre experimentálne zameranie, čím dramaticky skracuje časový harmonogram výskumu a vývoja v porovnaní s tradičným laboratórnym testovaním metódou pokus-omyl.

Geopolitické stávky

Naliehavosť tohto výskumu nie je čisto vedecká. Čína spracováva približne 90 % globálnych prvkov vzácnych zemín a dominuje výrobe spekaných permanentných magnetov – materiálov kritických pre pohonné ústrojenstvá elektromobilov, veterné turbíny, dátové centrá a obranné systémy. 4. apríla 2025 Peking eskaloval napätie zavedením požiadaviek na vývozné licencie pre sedem ťažkých prvkov vzácnych zemín, vrátane dysprózia a terbia.

Dôsledky boli rýchle. Ceny oxidu neodýmu a prazeodýmu prudko vzrástli takmer o 40 % v priebehu jedného mesiaca a automobilky vrátane Tesly, Fordu a GM sa snažili zabezpečiť si dodávky. Niektoré továrne krátkodobo znížili mieru využitia, keďže dodávateľský reťazec pocítil tlak. Databáza UNH ponúka štrukturálnu dlhodobú odpoveď: mnohé z jej 67 573 katalogizovaných materiálov neobsahujú vôbec žiadne prvky vzácnych zemín, čo otvára potenciálne cesty pre cenovo dostupné a geopoliticky bezpečné magnety.

Širšia vlna výskumu bez prvkov vzácnych zemín

Zistenia UNH prichádzajú uprostred širšieho nárastu výskumu alternatívnych magnetov. Na University of Minnesota vyvinul fyzik Jian-Ping Wang magnety z nitridu železa (Fe₁₆N₂), ktoré konkurujú výkonu niektorých konvenčných magnetov zo vzácnych zemín. Jeho startup, Niron Magnetics, napreduje smerom ku komerčnej výrobe s využitím existujúceho priemyselného vybavenia – čím úplne obchádza špecializovaný, Čínou ovládaný reťazec spracovania vzácnych zemín.

Západné vlády súčasne pretekajú v zabezpečovaní alternatívnych dodávateľských reťazcov. Spojené štáty uzavreli dohody o domácom spracovaní s MP Materials, zatiaľ čo Európska únia investuje do zariadení na separáciu vzácnych zemín a buduje strategické zásoby ako súčasť svojho zákona o kritických surovinách.

Od databázy po výrobnú halu

Priepasť medzi laboratórnym objavom a priemyselným nasadením zostáva reálna. 25 novo identifikovaných zlúčenín si stále vyžaduje rozsiahle experimentálne overenie predtým, ako ich bude možné začleniť do výroby motorov. Napriek tomu Northeast Materials Database zásadne skracuje túto cestu – umožňuje výskumníkom na celom svete filtrovať a uprednostňovať najsľubnejších kandidátov výpočtovo, a nie prostredníctvom rokov praktického testovania.

Keďže preteky v elektrifikácii dopravy sa zintenzívňujú, prelomové objavy, ako je ten z UNH, sa môžu ukázať ako strategicky významné, rovnako ako sú vedecky elegantné – pretvárajú tak dodávateľské reťazce, ako aj geopolitiku prechodu na čistú energiu.