تهدف الشراكة الأمريكية الجديدة إلى استخلاص مواد أشباه الموصلات المهمة من نفايات الألومنيوم
أعلن مختبر أميس الوطني وشركة إنديوم عن شراكة جديدة للبحث والتطوير تهدف إلى توسيع إنتاج الغاليوم في الولايات المتحدة. ويمكن أن تساعد هذه الخطوة في تعزيز سلاسل التوريد المحلية لأشباه الموصلات وإضاءة LED وغيرها من التقنيات المتقدمة. ويعتبر الغاليوم مادة أساسية للعديد من الصناعات ذات التقنية العالية، لكن الولايات المتحدة تعتمد حاليًا بشكل شبه كامل على مصادر أجنبية. ستستخدم الشراكة الجديدة قدرات الأتمتة والذكاء الاصطناعي لدى Ames Lab لتطوير طريقة أكثر كفاءة لفصل واستخراج الغاليوم من العمليات الصناعية الحالية. قال عالم مختبر أميس ورئيس المشروع لونج تشي، الخبير في عمليات الفصل الكيميائي والحفز الكيميائي: “لا يوجد حاليًا إنتاج محلي للجاليوم ولا توجد سلسلة توريد كاملة للجاليوم في الولايات المتحدة”. وتابع: “إن هدف الشراكة هو تغيير ذلك، وتتوافق الجهود بشكل جيد مع مهمة وزارة الطاقة لتطوير إنتاج المواد الحيوية هنا”. لا يتم استخراج الغاليوم عادة بشكل مباشر. وبدلاً من ذلك، يتم العثور عليه كمنتج ثانوي في المراحل الأولى من إنتاج الألومنيوم، خاصة أثناء عملية باير. تستخدم هذه العملية سوائل كاوية ودرجات حرارة عالية لاستخراج وتكرير الألومينا من خام البوكسيت. على الرغم من وجود الغاليوم في مجرى النفايات، إلا أن تركيزه منخفض جدًا، حيث يصل إلى حوالي 100 جزء في المليون. تعتقد شركة Ames Lab وشركة Indium أن هذه النفايات منخفضة التركيز لا تزال تمثل فرصة ثمينة إذا أمكن تطوير تكنولوجيا الاستخراج الصحيحة. وسيركز المشروع على طرق التكرير السائلة التي تستخدم البوليمرات المتخصصة المعروفة باسم الراتنجات. يمكن لهذه الراتنجات فصل وتركيز المعادن من محاليل التعدين. سيعمل الباحثون في مختبر أميس على تصميم راتينج فعال ومستقر للحرارة، ويكون انتقائيًا للجاليوم. وقال روس بيرنتسون، الرئيس والمدير التنفيذي لشركة إنديوم: “يجمع هذا التعاون بين القدرات البحثية المتقدمة والخبرة العميقة في المواد لمعالجة فجوة حرجة في سلسلة التوريد الأمريكية”. وتابع: “من خلال التركيز على الحلول القابلة للتطوير والمبنية على البيانات، فإننا نعمل على تمكين وصول أكثر موثوقية إلى الغاليوم للصناعات التي تعتمد عليه”. يمكن للذكاء الاصطناعي أن يقطع عقودًا من التطوير. عادةً ما يستغرق تطوير مواد جديدة ما بين 10 إلى 20 عامًا. تقول شركة Ames Lab أن أنظمة المختبرات الآلية لديها يمكنها الآن إجراء عدد كبير من التجارب وتوليد بيانات عالية الجودة بشكل أسرع بكثير. عند إقرانها بأدوات الذكاء الاصطناعي، يمكن تحليل هذه البيانات بسرعة لتحديد الأنماط وتحسين العمليات وتوجيه الجولة التالية من التصميم متعدد الأبعاد. وفقًا للمختبر، قد يؤدي ذلك إلى تقليص الجداول الزمنية للتطوير من عقود إلى سنتين أو ثلاث سنوات فقط. “من خلال استخدام قدراتنا الكيميائية الآلية وأدوات الذكاء الاصطناعي، يمكننا إنشاء أكثر من 100 نقطة بيانات يوميًا لنموذج الذكاء الاصطناعي الخاص بنا. وهذا يسرع بشكل كبير جدولنا الزمني لتطوير حل يتفوق على المواد الرائدة في الصناعة حاليًا.” قال تشى. التوسع نحو الإنتاج الصناعي سيتم تنفيذ العمل من خلال اتفاقية البحث والتطوير التعاوني، أو CRADA. ستوفر شركة Indium Corporation قاعدة اختبار راتنجات أمريكية تعكس الإنتاج بكميات كبيرة، إلى جانب النماذج التقنية والاقتصادية لتحديد خصائص المواد المطلوبة. سيقوم مختبر أميس بتركيب مواد يصل حجمها إلى مئات الجرامات، في حين سيستمر العمل بشكل تعاوني على نطاق يصل إلى كيلوغرامات وأطنان في المستقبل. وقال روبرت بلويسل، مدير المنتجات للمعادن والمركبات في شركة إنديوم كورب: “يعد هذا العمل خطوة مهمة نحو إطلاق قيمة جديدة للعمليات الصناعية الحالية”.
تم النشر: 2026-06-06 13:12:00
