美國科學(xué)家表示，如果鋁、鈦和鎂金屬價(jià)格更便宜，它們將取代鋼鐵，幫助人類節(jié)省能耗和排放，世界將因此發(fā)生巨變……

　　洛克希德公司研制的SR-71偵察機(jī)（效果圖）由質(zhì)輕而且堅(jiān)固的鋁、鎂等金屬制成。

　　特斯拉的運(yùn)動(dòng)型電動(dòng)跑車、奧迪A8、洛克希德公司研制的SR-71偵察機(jī)等等，這些運(yùn)動(dòng)速度更快、更雅致的汽車和飛行器都由更高級(jí)的鋁、鎂和鈦制成。這些神奇的金屬質(zhì)輕而且堅(jiān)固，但也有硬傷：它們的制造成本很高，而且生產(chǎn)這些材料需要耗費(fèi)大量的能源，所以，迄今只有那些有錢有權(quán)的人才享受得到它們的好處。
　　不過，這個(gè)世界上永遠(yuǎn)不乏明知山有虎，偏向虎山行的人。據(jù)英國《新科學(xué)家》網(wǎng)站近日?qǐng)?bào)道，美國政府已開始為那些旨在更廉價(jià)地獲得上述金屬的項(xiàng)目提供資助。能源部專門研發(fā)能源技術(shù)的高等能源研究計(jì)劃局（ARPA-E）為此開展名為METALS的計(jì)劃，其宗旨正是使鋁和鎂的成本與鋼鐵一樣低，同時(shí)，鈦可以像不銹鋼那樣便宜。
　　各出奇招 降低能耗
　　在ARPA-E年度能源創(chuàng)新峰會(huì)上，18個(gè)團(tuán)隊(duì)提交了他們的研究，提出了制造這些金屬并處理有用廢料的新方法。ARPA-E的主要目標(biāo)是通過使汽車和飛機(jī)變得更輕，以減少交通領(lǐng)域的能源消耗，完成這些目標(biāo)所獲得的直接好處可以使交通工具的速度更快且能效更高，從而讓整個(gè)國家受益。
　　汽車和大橋等承重結(jié)構(gòu)一般使用鋼鐵，但其實(shí)在大多數(shù)情況下，鋁、鎂和鈦的表現(xiàn)會(huì)更好，不過，它們的“身價(jià)”也更高。METALS計(jì)劃的負(fù)責(zé)人詹姆斯·克勞斯勒表示：“鈦是最好的金屬結(jié)構(gòu)，其更輕，更堅(jiān)固，且可以永遠(yuǎn)存在，因?yàn)樗⒉粫?huì)被腐蝕。”他認(rèn)為，如果鈦的價(jià)格能從35美元/公斤下降到4美元/公斤，那么，它將能替代鋼鐵。
　　總部位于麻省的Infinium公司是一家旨在革新鋁生產(chǎn)過程的公司。該公司研制出了一種新型電化學(xué)電池，其不僅能將金屬從礦石中分離出來，而且整個(gè)過程不會(huì)像傳統(tǒng)方法那樣產(chǎn)生二氧化碳。該公司首席技術(shù)官亞當(dāng)·鮑威爾表示，采用這種新方法，生產(chǎn)過程的效率提高了30%，而且生產(chǎn)出了釹和鏑等稀土金屬。
　　海洋中存在大量鎂，但海洋中鎂的濃度很低，所以，從海洋中提取鎂會(huì)耗費(fèi)大量能源，有些得不償失?，F(xiàn)在，位于美國華盛頓特區(qū)的太平洋西北國家實(shí)驗(yàn)室的研究人員部分解決了這個(gè)問題，他們使用一種催化劑，能將鎂提取過程的工作溫度從900攝氏度降低到300攝氏度。
　　降低這些材料的制造成本不僅能節(jié)省能源，而且會(huì)減少大量的二氧化碳排放?？藙谒估毡硎荆?ldquo;讓所有汽車和飛機(jī)變得更輕，不僅每年能為我們節(jié)省1210億升燃料，還能將二氧化碳排放量降低5%。”
　　回收問題 不容小覷
　　不過，即使上述項(xiàng)目都取得成功，我們?nèi)匀恍枰幚砹硪粋€(gè)挑戰(zhàn)：如何回收這些輕質(zhì)金屬?，F(xiàn)在，我們可以使用磁鐵將鐵和鋼從廢物中提取出來，但鎂和鋁不能采用這種方法。福特公司的經(jīng)典皮卡F-150每年的銷量高達(dá)數(shù)十萬輛，最新款的F-150包含的鋁比以往任何車型都多。就目前而言，將這種車型的鋁全部回收并非經(jīng)濟(jì)之舉。
　　不過，總部位于美國新澤西的ERCo公司正在對(duì)一種鋼鐵回收技術(shù)進(jìn)行調(diào)整，希望能用于鋁的回收。該公司首先讓含鋁的廢料融化，隨后使用激光來確定其中金屬的成分，之后，利用一套自動(dòng)系統(tǒng)有選擇性地添加更多廢料，將混合物變成他們想要的合金。
　　含鋁廢料目前的主要處理方法是被弄碎，再由人工進(jìn)行分類、篩選。這樣的工作不僅費(fèi)時(shí)而且并不安全。由美國猶他大學(xué)的研究人員創(chuàng)辦的一家公司則使用一個(gè)可以調(diào)整變化的磁場(chǎng)來做同樣的事情，整個(gè)過程不需要人的干預(yù)。他們表示，不同的金屬對(duì)磁場(chǎng)的感應(yīng)程度不同，因此，這個(gè)磁場(chǎng)能完美地從運(yùn)輸帶上的鋁中挑選出銅和黃銅，并將每種金屬分別放在預(yù)先設(shè)計(jì)好的容器中。該公司今年將在美國最大的鋼鐵生產(chǎn)商——北極熊公司位于猶他州的工廠對(duì)這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行試驗(yàn)。
　　所有上述技術(shù)結(jié)合在一起，將使世界變得更輕盈、更快捷、更清潔。