Зачем работают геологи ищут новые месторождения нефти, газа, меди и железа? Зачем вырывают огромные карьеры и строят шахты? Это нужно, чтобы добыть полезные ископаемые и извлечь из них металлы, из которых состоит практически все, что нас окружает. Взять, например, смартфон, без которого уже невозможно представить нашу жизнь, содержит не менее 70 химических элементов.
И хотя содержание любого из этих металлов в смартфоне невелико. Но если учесть, что почти 3 миллиарда людей – или примерно 40 процентов всех людей на Земле – владеют хотя бы одним смартфоном, то потребность в металлах становится значимой.
Материал написан на основе статьи Visualizing the Critical Metals in a Smartphone
Что у тебя в кармане
Давайте рассмотрим, какие металлы нужны для производства основных составляющих смартфона и дополним рассказ фотографиями минералов, их которых эти металлы извлекаются.
Сенсорный экран
Экран состоит из нескольких слоев стекла и пластика, покрытых материалом под названием индий (In), обладающим высокой проводимостью и прозрачностью. Индий реагирует при контакте с другим электрическим проводником, таким как кожа наших пальцев. В момент, когда мы прикасаемся к экрану подушечкой пальца, электрическая цепь замыкается и устройство регистрирует изменение напряжения на своей поверхности. Затем информация об изменении напряжения обрабатывается операционной системой смартфона.
Дисплей
Экраны смартфонов отображают изображения на жидкокристаллическом дисплее (LCD), который использует электрический ток для настройки цвета каждого пикселя. Для получения цветов на экране используются несколько редкоземельных элементов ー европий (Eu), тербий (Tb), иттрий (Y) и гадолиний (Gd). Для улучшения оптических, магнитных и цветовых характеристик LCD-экранов применяют лантан, диспрозий и празеодим.
Справа: Сфалерит источник цинка и индия как побочного продукта
Электроника
В смартфоне используется огромное количество электронных компонентов, которые обеспечивают его работу. В процессорах, памяти и микросхемах используются ー кремний, медь и золото. Эти материалы помогают обеспечить быструю обработку данных, высокую проводимость и защиту от коррозии. Металлы, такие как никель и олово, применяются для создания прочных и надежных разъемов и соединений, что позволяет устройству выдерживать многократное подключение и отключение аксессуаров.
Микрофон, динамики, виброблок
Никель используется в диафрагме микрофона (которая вибрирует в ответ на звуковые волны). Сплавы, содержащие редкоземельные элементы неодим, празеодим и гадолиний, используются в магнитах, содержащихся в динамике и микрофоне. В динамиках используются неодимовые магниты для улучшения качества звука.
Аккумулятор и корпус
Если вы не купили смартфон десять лет назад, в вашем устройстве, скорее всего, установлен литий-ионный аккумулятор, который заряжается и разряжается ионами лития, перемещающимися между отрицательным (анодным) и положительным (катодным) электродами.
Для изготовления корпусов телефонов используется множество материалов, таких как пластик, алюминий и углеродное волокно. Обычно в корпусах используется никель для снижения электромагнитных помех (EMI) и магниевые сплавы для защиты от электромагнитных помех.
Что дальше
С каждым релизом новых моделей смартфонов запрос в металлах будет только увеличиваться. Полезные ископаемые, из которых извлекают металлы, увы, невосполнимый природный ресурс. А это означает, если истощилось одно месторождение, на смену ему должно прийти новое. Геологи без работы точно не останутся. Согласны с этим утверждением или нет, напишите, что думаете на эту тему в комментариях.
