كمواد خام حرجة لتطوير التكنولوجيا الفائقة، حققت الصين سلسلة من الاختراقات الكبرى في تطوير واستغلال المعادن المشتتة مثل الغاليوم والجرمانيوم والإنديوم.
تظهر الإنجازات الابتكارية أن الصين تخطت تقنية الاستخراج الفعال للمعادن المشتتة منخفضة الدرجة في خامات الفحم والألومنيوم والنحاس والرصاص والزنك. فقد ارتفع معدل الاسترداد الشامل للجرمانيوم من الفحم من 55% إلى أكثر من 80%، بينما زادت معدلات الاسترداد الشاملة للغاليوم والجرمانيوم والإنديوم في عمليات صهر الرصاص والزنك بنحو 10% في المتوسط. وفي عمليات صهر النحاس، تحسنت معدلات استرداد السيلينيوم والتيلوريوم والرينيوم من 93% و65% و70% إلى 97% و90% و80% على التوالي.
كما حققت التقنيات الأساسية والمعدات الأساسية لإنتاج منتجات المعادن المشتتة عالية النقاء اختراقات هامة. طورت الصين بشكل مستقل خمسة أنواع من المعدات الأساسية بما في ذلك مبلورات التوجيه البلوري المتحكم فيه بالتدرج الحراري، محققة إنتاجًا كميًا مستقرًا للغاليوم عالي النقاء من فئة 8N لتوصيف الحزمة الجزيئية لأشباه الموصلات. كما طورت البلاد أول كاشف محلي للجرمانيوم عالي النقاء مسطح، مما سد فجوة محلية. وتم إنشاء خطوط إنتاج للمواد الخام عالية الجودة مثل الجرمانيوم فائق النقاء، محققة التحول من المنتجات الأولية إلى المنتجات عالية الجودة. وقد حطمت هذه الاختراقات الاحتكارات والقيود الأجنبية على المنتجات عالية الجودة، ودعمت زيادة معدلات الاكتفاء الذاتي للمنتجات المعدنية الاستراتيجية الرئيسية بما في ذلك الغاليوم عالي النقاء لـ MBE، وإنديوم ألواح شاشات LCD، وركائز الجرمانيوم أحادية البلورة، وأغشية كادميوم تيلوريد إلى أكثر من 70%، مما لعب دورًا داعمًا حاسمًا في الدفاع والطاقة الجديدة واتصالات 5G وأشباه الموصلات.
تلعب المعادن المشتتة مثل الغاليوم والجرمانيوم والإنديوم دورًا أساسيًا لا يمكن الاستغناء عنه في الصناعات الاستراتيجية الناشئة والصناعات المستقبلية والقطاعات الدفاعية. إنها مواد خام رئيسية للاستحواذ على المزايا التكنولوجية وهي حاسمة لتعزيز مرونة وأمن سلاسل التوريد والصناعات ذات الصلة. في الصين، ترتبط المعادن المشتتة بشكل رئيسي بمعادن مثل الفحم والألومنيوم والنحاس والرصاص والزنك والموليبدينوم. ومع ذلك، واجهت هذه المعادن لفترة طويلة تحديات تشمل إجراءات التعدين والمعالجة الطويلة، ومعدلات الاسترداد المنخفضة، وجودة منتجات النقاء العالي غير المستقرة، ومعدلات الإنتاج المنخفضة. تساعد هذه السلسلة من الاختراقات الكبرى في إنهاء اعتماد الصين على المصادر الخارجية للمواد الخام عالية الجودة والمنتجات المتطورة.
الفحم
الفحم ليس مكانًا محددًا أو موقعًا ثقافيًا، بل هو صخر رسوبي قابل للاشتعال تشكل من مواد نباتية قديمة على مدى ملايين السنين. تاريخيًا، شكّل تعدينه على نطاق واسع خلال الثورة الصناعية قوة دافعة للمصانع والسكك الحديدية والسفن البخارية، محولًا الاقتصادات والمجتمعات بشكل جذري. بينما تراجع استخدامه في العديد من المناطق بسبب المخاوف البيئية، إلا أنه لا يزال مصدرًا مهمًا للطاقة في أجزاء من العالم.
الألومنيوم
“الألومنيوم” ليس مكانًا محددًا أو موقعًا ثقافيًا، بل هو عنصر كيميائي ومعدن. يتميز تاريخه باكتشافه وتطوير عملية استخراج ميسورة التكلفة في القرن التاسع عشر، مما حوله من معدن ثمين إلى مادة مستخدمة على نطاق واسع في الصناعة والنقل والبناء.
النحاس
النحاس ليس مكانًا محددًا أو موقعًا ثقافيًا، بل هو معدن استخدمه البشر لآلاف السنين. يرتبط تاريخه ارتباطًا وثيقًا بعصر النحاس، وهي فترة ما قبل التاريخ عندما كان أحد أول المعادن التي تم تشكيلها إلى أدوات وحلي. اليوم، تجعله موصليته الممتازة ضروريًا للأسلاك الكهربائية، وتستخدم خصائصه المضادة للميكروبات في بيئات الرعاية الصحية.
الرصاص
“الرصاص” ليس مكانًا محددًا أو موقعًا ثقافيًا. إنها كلمة إنجليزية شائعة يمكن أن تشير إلى عنصر المعدن الثقيل، أو موقع الميزة، أو فعل التوجيه. إذا كنت تقصد موقعًا محددًا مثل ليد، داكوتا الجنوبية، فهي بلدة تاريخية لتعدين الذهب تأسست عام 1876 وتضم منجم هومستيك، أحد أكبر وأعمق مناجم الذهب في أمريكا الشمالية.
الزنك
الزنك هو عنصر كيميائي (Zn) وليس مكانًا محددًا أو موقعًا ثقافيًا. تاريخيًا، يعود استخدامه إلى العصور القديمة، حيث أنتج الرومان النحاس الأصفر، وهو سبيكة من النحاس والزنك، في وقت مبكر من القرن الأول قبل الميلاد. بدأ الإنتاج واسع النطاق للزنك المعدني في الهند حوالي القرن الثاني عشر وتم تصنيعه لاحقًا في أوروبا خلال القرن الثامن عشر.
الموليبدينوم
الموليبدينوم ليس مكانًا أو موقعًا ثقافيًا، بل هو عنصر كيميائي. إنه معدن أبيض فضي يستخدم بشكل أساسي لتقوية سبائك الصلب. تاريخيًا، كان غالبًا ما يتم الخلط بينه وبين معادن أخرى مثل الجرافيت وخام الرصاص حتى تم التعرف عليه بشكل صحيح كعنصر فريد في أواخر القرن الثامن عشر.
إنديوم شاشات LCD
“إنديوم شاشات LCD” لا يشير إلى مكان أو موقع ثقافي، بل إلى عنصر الإنديوم الكيميائي ودوره الحاسم في التكنولوجيا. إنه مكون رئيسي في أكسيد القصدير الإنديوم (ITO)، وهو غشاء موصل شفاف يشكل الأقطاب الكهربائية في شاشات العرض البلوري السائل (LCD). جعل اعتماد شاشات LCD على نطاق واسع في التلفزيونات والهواتف الذكية والشاشات منذ أواخر القرن العشرين الإنديوم مادة حيوية، وإن كانت محدودة، في الإلكترونيات الحديثة.
ركائز الجرمانيوم أحادية البلورة
ركائز الجرمانيوم أحادية البلورة هي مواد بلورية فائقة النقاء تستخدم كقاعدة أساسية في تصنيع أشباه الموصلات والإلكترونيات الضوئية. يرتبط تاريخها بالتطور المبكر لتكنولوجيا الترانزستور في الأربعينيات والخمسينيات من القرن العشرين، حيث كان الجرمانيوم مادة أشباه الموصلات الأصلية. اليوم، تعد حاسمة لتطبيقات مثل الخلايا الشمسية عالية الكفاءة والبصريات تحت الحمراء بسبب الخصائص الإلكترونية الفريدة للجرمانيوم وشفافيته للأشعة تحت الحمراء.
