Mỹ nỗ lực làm nam châm hiệu suất cao không cần đất hiếm

Quy trình này sử dụng các mô hình AI được huấn luyện dựa trên các nguyên lý vật lý thực tế và hành vi của electron thay vì chỉ dựa vào dữ liệu hiện có, từ đó đưa ra những dự đoán chính xác về các vật liệu cần thiết cho việc chế tạo nam châm vĩnh cửu.

Chế tạo nam châm hiệu suất cao (siêu mạnh) cần sử dụng đất hiếm.

Những nam châm này có khả năng duy trì từ tính ngay cả trong điều kiện khắc nghiệt như nhiệt độ cao.

Chương trình này là một phần của Sứ mệnh Genesis do DOE đưa ra nhằm kết hợp nguồn lực của chính phủ và giới học thuật nhằm tạo ra các giải pháp AI cho "những đột phá trong năng lượng, khoa học khám phá và an ninh quốc gia".

Nam châm vĩnh cửu rất quan trọng trong các ứng dụng quốc phòng, từ hệ thống radar đến máy bay chiến đấu như F-35 Lightning II và tàu ngầm.

Các công ty lớn của Mỹ như Apple cần một lượng lớn nam châm, trong khi quốc gia này hiện chỉ có một mỏ đất hiếm duy nhất ở Mountain Pass, California, và xuất khẩu hơn 95% khoáng sản khai thác sang châu Á để tinh chế.

Do đó, việc phát triển nam châm không chứa đất hiếm có thể giải quyết đồng thời vấn đề an ninh và chi phí.

Mỏ đất hiếm duy nhất của nước Mỹ ở Mountain Pass, sa mạc Mojave thuộc bang California.

Bước tiến của Phòng Thí nghiệm Ames dựa trên mô hình AI có tên DuctGPT, ban đầu được thiết kế để tìm kiếm các vật liệu có thể tồn tại trong các nhà máy điện nhiệt hạch.

Mô hình này không chỉ dựa vào dữ liệu cũ mà còn kết hợp các nguyên lý vật lý, cho phép AI hiểu rõ nền tảng khoa học và phát minh ra các vật liệu mới. Nhờ vậy, AI không chỉ điều chỉnh các vật liệu đã biết mà còn tìm kiếm các giải pháp thay thế khả thi.

Ngoài ra, các mô hình AI cũng tính đến các yếu tố như chi phí sản xuất và độ khó trong việc tìm nguồn cung ứng các thành phần cơ bản nhằm đảm bảo rằng các vật liệu thay thế không khó tìm như các nguyên tố đất hiếm.

Việc tìm kiếm vật liệu thay thế cho nam châm vĩnh cửu không chứa đất hiếm không phải là nỗ lực mới của Ames. Vào tháng 4/2025, phòng thí nghiệm này đã công bố một loại nam châm mới được phát triển từ sự kết hợp giữa bismuth và mangan, được thiết kế đặc biệt cho động cơ nam châm vĩnh cửu.

Các hệ thống AI này chỉ đánh dấu nỗ lực của Mỹ nhằm phần nào thoát khỏi sự phụ thuộc vào nhập khẩu đất hiếm. Mặc dù ban đầu có những tiến triển khả quan, nhưng việc đi đến một loại vật liệu mới, dễ chế tạo, dễ kiểm soát nguồn cung đồng thời có giá rẻ không phải là trong ngắn hạn có thể làm.

Việt Nam sở hữu kho báu đất hiếm top 2 thế giới.

Tuệ Minh