稀有資源 產業的維他命

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工商時報【陳文棠、高雅玲】近年因為開發中國家發展迅速，對於資源需求大增，造成國際間各項物資價格居高不下。首當其衝的就是民生物資，奶粉、砂糖、黃豆等價格持續飆漲，其次是基礎原物料與金屬礦物，又以貴金屬和稀有資源（包含稀有金屬與稀土）最受矚目。

　回顧過往科技發展進程，在20世紀初，當時汽車一般約需使用5種原材料，包括木材、橡膠、鋼鐵、玻璃和黃銅，而今根據美國國家科學院（National Academies）的研究報告，一輛普通汽車的各種零件中，可能包含多達39種以上不同的礦物材料。

　1980年代時，製造一台電腦需採用12種原材料，至今卻須要超過60種以上的原材料才可以完成，顯見材料技術的進步與金屬資源運用的複雜性。

　其實早在1950年代開始，人們就將稀有金屬運用於鋼鐵、石油的催化裂解、玻璃陶瓷的脫色著色等方面；到了1960到1970年代，具稀有金屬成分的彩色螢光粉、釤鈷永久磁鐵（SmCo）等的使用與發明，讓彩色電視機的影像更為豔麗動人，家電用品也使生活更輕鬆與便利；1980年代釹鐵硼（Nd-Fe-B）永磁磁鐵與釔鋇銅氧高Tc超導體相繼發明，更凸顯稀有金屬在高科技領域的地位。

　今日稀有物質，是製造高價元件、數位家電與電動汽車等新興產業不可或缺的材料，像是用於半導體的鎳、電容器與相機鏡頭中的鉭、觸控面板中的銦、鋰電池電極的鈷、電動車馬達與醫療設備MRI中使用永磁性磁鐵的釹等；其他特殊用途，如航太機具零件、軍事武器、雷射、核能工業等，都可看見稀有資源。

　此外，自2008年爆發雷曼兄弟事件以來，各國政府為因應金融危機，紛紛推出大型公共建設與投資計畫，採用提振內需市場的方式帶動經濟復甦，積極發展「交通（含高鐵、綠色車輛）」、「環境（含減排、水處理）」、「能源（含節能、綠能）」與「網通（含智慧城市、數位匯流等）」等4大領域，加上氣候變遷的問題惡化，全球掀起一股綠色經濟革命風潮，這些新建設、新設備與新科技運用，也多仰賴稀有金屬，發揮性能上畫龍點睛之效。

　以上這些新興科技產品當中，多是運用稀有資源特殊的光、電、磁、熱等物理與化學特性，提高原有材料的物理與化學特性，讓產品的品質與性能有所提升。

　像是在合金中添加少量的稀有金屬，可提升合金強度及耐腐蝕性等，電動馬達的磁鐵若是加入微量的鏑（Dy），重量可減輕90％，鋱（Tb）則可使燈具省電達80％。

　稀有金屬是產品小型化、輕量化與高性能化，不可或缺的原料之一，因而相對於鋼鐵被視為是「產業的米糧」，點石成金的稀有資源被譬喻為「產業的維他命」，廣泛地應用於醫療、電腦、電視、手機、照明、陶瓷、永磁體、風力發電機、觸媒、玻璃、鋼材、照明等領域中，與人們的生活密不可分。