Meteoryty stanowią źródło wiedzy na temat tego, jak Układ Słoneczny wyglądał miliony, a nawet miliardy lat temu. Nasi przodkowie chętnie korzystali z nich również ze względu na wysoką zawartość niklu i żelaza, choćby na potrzeby wykuwania narzędzi oraz broni. Dość powiedzieć, że w grobie Tutanchamona złożono żelazny sztylet wykonany właśnie z materiałów, które trafiły na Ziemię w formie meteorytów.
Wiele lat później na terenie Francji doszło do innej kolizji. Wtedy to niebo nad Saint-Séverin rozświetliło się wraz z przelotem meteorytu. W pobranych z niego próbkach naukowcy zidentyfikowali rzadko spotykany metal, który nazwali tetrataenitem. Materiał ten ma tetragonalną strukturę złożoną z taenitu, czyli stopu powstałego w wyniku połączenia niklu z żelazem. Wykorzystuje się go między innymi w produkcji silnych magnesów, stosowanych chociażby do wytwarzania akumulatorów do pojazdów elektrycznych, broni i urządzeń wykorzystywanych w związku z pozyskiwaniem energii z odnawialnych jej źródeł.
Ze względu na ograniczone zasoby tego metalu oraz ich koncentrację w obrębie jednego kraju, czyli Chin, naukowcy starali się znaleźć sposób na jego wytwarzanie w warunkach laboratoryjnych. W ubiegłym roku Lindsay Greer z Uniwersytetu w Cambridge dokonał wraz ze współpracownikami syntezy tetrataenitu. Materiał ten ma właściwości magnetyczne, które przypominają te wykazywane przez neodym, prazeodym czy dysproz. Tetrataenit mógłby więc stanowić dla nich kuszącą alternatywę.
Materiały takie jak tetrataenit powstały dzięki inspiracji, która przyleciała na Ziemię wraz z meteorytami
Tym bardziej, iż zapotrzebowanie na tzw. metale ziem rzadkich wciąż rośnie. Mając sposób na produkcję silnych magnesów z pominięciem tych trudno dostępnych materiałów ludzkość mogłaby pozbyć się co najmniej jednego problemu. Jak w ogóle Greerowi i reszcie jego zespołu udało się dokonać przełomu? Naukowcy umieścili kawałki żelaza, niklu i związku fosforku w miedzianym naczyniu umieszczonym wewnątrz prostego pieca elektrycznego.
Następnie przepuścili prądy elektryczne o wysokim napięciu przez łuk zawieszony nad materiałem, wytwarzając ciepło topiące metal. Jak wykazały dokładniejsze analizy, atomy żelaza i niklu były ułożone w uporządkowane, tetragonalne kształty. Ich materiał wykazywał więc cechy podobne do tetrataenitu spotykanego do tej pory w meteorytach. Później zespół kierowany przez Laurę Lewis z Uniwersytetu Northeastern wykorzystał dość podobną metodę, w której nikiel i żelazo są podgrzewane w piecu. Różnice pojawiają się w momencie, gdy stopiony materiał stygnie i jest poddawany rozbijaniu tak, aby powstały tetragonalne kształty.
Czytaj też: Potężny meteor rozświetlił nocne niebo. Świecił jaśniej niż Księżyc w pełni
Znalezienie sposobu na wydajne pozyskiwanie tego materiału może nie tylko zabezpieczyć ludzkość przed ewentualnymi brakami metali ziem rzadkich, ale jednocześnie chronić środowisko. Wydobywanie tych pierwiastków jest bowiem związane z degradacją ekosystemów. Dość powiedzieć, że wydobycie jednej tony pierwiastków ziem rzadkich prowadzi do powstania 2000 ton odpadów w postaci toksycznego pyłu, ścieków czy radioaktywnych pozostałości.
Oczywiście na drodze do sukcesu stoi kilka poważnych trudności. Aby wyprodukować ten materiał konieczne będzie przyspieszenie sposobu, w jaki atomy żelaza i niklu układają się w stabilną strukturę tetragonalną i pozostają w takiej formie przez dłuższy czas. Poza tym magnesy wykonane z metali ziem rzadkich muszą zmagać się z wysokimi temperaturami. W przypadku tetrataenitu okazują się one prowadzić do zrywania wiązań między atomami i rozpadu struktury tetragonalnej, która nadaje materiałowi tak bardzo pożądane właściwości magnetyczne.
