Без цього металу ваш електромобіль просто не поїде. Диспрозій — рідкісноземельний елемент, який робить магніти жаростійкими. Саме він дозволяє двигунам Tesla та Toyota Prius працювати при температурі 200 °C без втрати потужності. Його ім'я з грецької означає «важкодоступний» — і це справді не перебільшення.
Світ видобуває лише близько 2 000 тонн диспрозію на рік, а 95% постачає один Китай. Це робить Dy одним із найдефіцитніших стратегічних матеріалів на планеті. Попит стрімко зростає щороку — адже електромобілів, вітрогенераторів та безпілотників стає дедалі більше. Без диспрозію зелена енергетика просто зупиниться.
Диспрозій — м'який сріблястий метал із групи лантаноїдів. Його відкрив французький хімік Поль Емілі Лекок де Буабодран у 1886 році, але чистий зразок металу вдалося отримати лише у 1950-х. Dy має унікальну магнітну поведінку: при кімнатній температурі він парамагнітний, нижче 179 K стає антиферомагнетиком, а нижче 85 K — феромагнетиком. Ця складна фізика робить його незамінним у високотехнологічних магнітних системах.
У компактній формі диспрозій стабільний на повітрі та не становить загрози. Але дрібний порошок диспрозію пірофорний — він може самозайнятися при нагріванні до 200–250 °C або від тертя. Сполуки Dy малотоксичні, однак пил подразнює дихальні шляхи та очі. При роботі потрібні рукавички, захисні окуляри та вентиляція. Зберігати слід у сухому місці, подалік від відкритого вогню.
Без диспрозію не існувало б Tesla та Prius. Додавання 2–6% Dy до неодимових магнітів підвищує їхню робочу температуру з 80 °C до 200 °C. Двигуни електромобілів нагріваються до 180 °C — без Dy вони б просто розмагнітилися.
Назва «диспрозій» — з грецької «dysprositos», тобто «важкодоступний». Елемент відкрили у 1886 році, але перший зразок чистого металу отримали лише через 64 роки — у 1950-му.
Диспрозій має найвищий магнітний момент серед усіх елементів при низьких температурах — 10,6 магнетонів Бора на атом. Сплав DyAl₂ можна охолодити до 0,5 K (-272,65 °C) лише за допомогою магнітного поля.
95% світового видобутку диспрозію — це Китай. США, ЄС та Японія класифікують його як стратегічний матеріал для національної безпеки. Запаси настільки обмежені, що вчені шукають диспрозій навіть на дні океану.
Сплав Terfenol-D (тербій + диспрозій + залізо) змінює форму в магнітному полі. Цей ефект — магнітострикція — використовується в сонарах підводних човнів та надточних актуаторах.
Диспрозій чудово поглинає нейтрони. Ізотоп Dy-164 має переріз поглинання 2 650 барнів — це в 4 рази більше, ніж у кадмію. Тому Dy використовують у контрольних стрижнях ядерних реакторів.
| Ізотоп | Маса (u) | Поширеність | Період напіврозпаду | Розпад |
|---|---|---|---|---|
156Dy | 155.924283 | 0.06% | стабільний | — |
158Dy | 157.924409 | 0.10% | стабільний | — |
160Dy | 159.925197 | 2.34% | стабільний | — |
161Dy | 160.926933 | 18.91% | стабільний | — |
162Dy | 161.926798 | 25.51% | стабільний | — |
163Dy | 162.928731 | 24.90% | стабільний | — |
164Dy | 163.929175 | 28.18% | стабільний | — |
Separation from holmium