10 мінералів, які потрібні світу для розвитку технологій

Сучасні технології залежать не лише від програмного забезпечення, інвестицій та інженерних розробок. Для виробництва передових пристроїв і систем потрібні мінерали, доступ до яких стає дедалі важливішим для країн світу, пише Interesting Engineering.

Ці матеріали використовують у найрізноманітніших високотехнологічних системах, і їхні властивості можуть безпосередньо впливати на роботу складної техніки.

Наприклад, навіть невелика кількість галію може мати значення для роботи радара, а танталовий конденсатор – для надійності супутника. Водночас дефіцит міді здатен затримати будівництво цілого дата-центру.

Потреба в таких матеріалах зростає разом із розвитком нових технологій. Вони необхідні для електромобілів, енергетичних мереж, роботів, систем озброєння та космічної техніки.

Далі – 10 мінералів, які непомітно для більшості людей формують технології майбутнього.

ідь навряд чи можна назвати екзотичним матеріалом, але жоден інший мінерал у цьому списку не охоплює стільки сфер сучасної економіки. Вона потрібна для ліній електропередачі, трансформаторів, електродвигунів, зарядних станцій, проєктів відновлюваної енергетики та дата-центрів.

За прогнозом Міжнародного енергетичного агентства (IEA), до 2040 року попит на мідь зросте приблизно на 7 млн тонн. Якщо враховувати лише нині заплановані проєкти, до 2035 року світ може зіткнутися з дефіцитом пропозиції приблизно на 25%.

Проблема не лише в пошуку нових родовищ. Отримання дозволів і будівництво шахт можуть тривати роками, а через зниження вмісту міді в руді компаніям доводиться переробляти більше породи для отримання тієї самої кількості металу.

Літій використовують в електромобілях, смартфонах, ноутбуках, дронах і системах накопичення енергії для електромереж. За прогнозом IEA до 2040 року попит на нього зросте більш ніж утричі.

Австралія є одним із головних виробників літію, тоді як Чилі, Аргентина та Китай постачають літієві хімічні сполуки та інші перероблені матеріали. Натрій-іонні та інші типи акумуляторів можуть зменшити тиск на ринок у деяких сферах, однак літій залишається важливою частиною світового виробництва акумуляторів.

Літій отримує найбільше уваги, однак звичайні літій-іонні акумулятори також залежать від графіту. Він утворює анод – електрод, у якому під час заряджання накопичуються іони літію.

Родовища природного графіту є в кількох країнах, але для отримання матеріалу акумуляторної якості його потрібно очищати, формувати та наносити на нього покриття. Китай домінує у значній частині цього процесу, тому шахта в іншій країні не може одразу замінити китайські поставки у разі перебоїв.

Кобальт підвищує стабільність, енергоємність і термін служби деяких акумуляторів. Його також використовують у суперсплавах для авіаційних двигунів, різальних інструментах і компонентах, які мають витримувати надзвичайно високі температури.

Більшість видобутого кобальту походить із ДР Конго, а Китай відіграє значну роль у його переробці.

Виробники акумуляторів скорочують використання кобальту там, де це можливо. Однак в авіакосмічній та інших сферах із високими вимогами не завжди можна пожертвувати характеристиками заради нижчої вартості.

Нікель допомагає деяким акумуляторам електромобілів накопичувати більше енергії без надмірного збільшення ваги. Він також необхідний для виробництва нержавіючої сталі, газових турбін, хімічного обладнання та суперсплавів для авіакосмічної галузі.

Індонезія забезпечила значну частину недавнього зростання видобутку та переробки нікелю. Водночас це спричинило занепокоєння через вирубування лісів, забруднення морського середовища, відходи видобутку та використання вугілля для переробки.

Рідкісноземельні елементи – це група з 17 елементів, хоча лише кілька з них відіграють ключову роль у виробництві передових машин.

Неодим, празеодим, диспрозій і тербій використовують для створення компактних постійних магнітів. Вони потрібні для двигунів електромобілів, вітрових турбін, роботів, дронів і систем наведення ракет.

Основне вузьке місце виникає вже після видобутку. Розділення рідкісноземельних елементів, перетворення їх на метали та виробництво високоефективних магнітів потребують складного промислового ланцюга, який Китай розвивав десятиліттями.

За оцінкою IEA, частка Китаю у світовій переробці рідкісноземельних елементів знизилася з понад 90% у 2023 році до 85% у 2025-му. Однак такої концентрації достатньо, щоб обмеження експорту впливали на автомобільну, енергетичну та оборонну промисловість.

Галій використовують для виробництва нітриду галію та арсеніду галію – напівпровідникових матеріалів, які застосовують у радарах, супутниках, обладнанні 5G, світлодіодах та силовій електроніці.

У деяких високочастотних і високопотужних системах ці сполуки можуть демонструвати кращі характеристики, ніж кремній.

Галій зазвичай отримують як побічний продукт під час переробки інших металів, тому швидко наростити його виробництво складно. У 2023 році на Китай припадало до 98% світового виробництва галію.

Германій необхідний для волоконно-оптичних мереж, інфрачервоних камер, приладів нічного бачення, сонячних елементів супутників і систем тепловізійного спостереження.

Він одночасно використовується у цивільних комунікаціях і військових системах виявлення.

Як і галій, германій зазвичай отримують як побічний продукт, а не видобувають у спеціалізованих шахтах. Тому перебої на невеликій кількості переробних підприємств можуть одночасно вплинути на кілька галузей.

Вольфрам має найвищу температуру плавлення серед усіх металів і зберігає міцність за надзвичайно складних умов. Його використовують у різальних інструментах, буровому обладнанні, авіакосмічних деталях, печах та оборонних системах.

Інструменти з карбіду вольфраму використовують для різання та обробки сталі, титану й інших складних матеріалів. Таким чином, вольфрам є важливою основою сучасного виробництва.

За даними IEA, у 2025 році та на початку 2026-го ціни на вольфрам зросли в шість разів на тлі експортних обмежень і збільшення попиту.

Тантал найбільш відомий завдяки конденсаторам, які накопичують електричний заряд у надзвичайно малому просторі. Їх використовують у смартфонах, серверах, медичних імплантатах, автомобілях, літаках і військовій електроніці.

Ринок танталу невеликий, але це не робить його менш важливим. Відсутність одного конденсатора може затримати роботу складної машини вартістю мільйони доларів, а конфлікти та проблеми з управлінням ускладнюють постачання з деяких районів Центральної Африки.

Як зазначають у виданні, світ навряд чи одночасно зіткнеться з дефіцитом усіх 10 мінералів. Більший ризик – втрата доступу до одного важкозамінного матеріалу, без якого може зупинитися ціле виробництво, енергетичний проєкт чи оборонна програма.

Самого володіння родовищами недостатньо. Технологічна перевага залежить від усього ланцюга – від видобутку й переробки до виробництва та перероблення відходів.

Країни, які зможуть контролювати ці етапи та ефективніше використовувати вторинну сировину, матимуть значно більше можливостей визначати, які технології світ зможе створювати в майбутньому, резюмують в Interesting Engineering.

Раніше повідомлялося, що в Китаї виявили перспективне родовище кварцу високої чистоти. Він є ключовим матеріалом для виробництва напівпровідників, оптичних компонентів, сонячних панелей та іншої високотехнологічної продукції.

Виявлення родовища потенційно може зменшити залежність країни від імпорту критично важливої сировини для напівпровідникової та сонячної промисловості.

Також вчені розкрили таємницю незвичайної поведінки галію, яка десятиліттями залишалася загадкою для науки. Довгий час вважалося, що ковалентні зв'язки між атомами галію зберігаються навіть після його переходу в рідкий стан. Однак масштабні симуляції показали протилежне: ці зв'язки зникають саме в момент танення.

За словами дослідників з Оклендського університету, найдивовижнішим є те, що при подальшому нагріванні ці зв'язки починають з'являтися знову.