三个星期以来，中国已经封锁了对日本的稀土矿物出口与装运；整个世界一直以来都在寻找稀土替代品以打破北京对这些矿物的垄断控制，而中国此举更是增加了这一努力的紧迫性。目前世界上供应的所有稀土矿物，几乎全部都是中国出产的；稀土矿物对许多各种各样的技术都至关重要，其中包括电脑的硬盘驱动器、太阳能电池板以及混合动力汽车的发动机。

　　为了应对中国在稀土矿物生产方面的统治地位，世界上大量研究人员都正在研发能够替代稀土矿物或者降低对稀土矿物需要的新材料。不过新材料与新技术的开发可能还需要花费数年的时间，而且现有的稀土替代品有利也有弊。

　　中国封锁对日本的稀土矿物出口，似乎是对中日双方在中国东海的领土纷争的回应。日本贸易大臣大畠章宏（Akihiro Ohata）本周四告诉麻省理工科技创业记者，虽然北京否认曾对日本发出出口禁令，但是稀土矿物供应的不足可能很快就会对日本的制造业造成重创。

　　稀土矿物共包含17种元素，比如铽元素被用于制造平板电视中的绿色磷光体、激光器以及高效荧光灯。钕元素是制造永磁体的关键，而制造高性能电动机需要用到永磁体。虽然超过90%的稀土矿物是中国出产的，但是世界上的许多地方仍然存在稀土矿物；而且尽管它们的名字被称为稀土矿物，但实际上地球地壳中存在丰富的稀土资源（稀土这个名字是从19世纪的惯例沿用下来的）。近年来，由于中国产稀土矿物的廉价以及对环境的考虑，使得中国境外的许多稀土矿物供应商都停止运营。

　　稀土替代品在一些技术中已经被采用。其中一个事例就是位于美国加州帕洛阿尔托市的特斯拉汽车公司（Tesla Motors），在其生产的全电动跑车中使用感应电动机，而没有采用需要永磁体的传统电动机。感应电动机使用的是电磁体，而不是稀土永磁体。不过这种电动机比使用稀土永磁体的电动机更庞大，也更为笨重。那么据经验判断，在小型与中型电动机中，电磁感应线圈将能够被替代为仅有电动机十分之一大小的稀土永磁体，而正是体积小使得永磁体电动机成为日本丰田汽车公司以及其他混合动力汽车制造商的优先选择。在特斯拉汽车公司的例子中，采用庞大笨重的感应电动机是值得的，因为感应电动机在更多条件下为汽车提供了更高的最大功率，而这正是一款能够在3.7秒内从0迅速加速到每小时60英里的汽车首选的性能。“采用稀土永磁体后的成本波动是我们关心的一个问题，”特斯拉汽车公司的首席技术官（CTO）斯特劳贝尔（JB Straubel）说到。“我们不可能预测到地缘政治的紧张会导致稀土矿物的供应不足。”

　　更多的汽车制造商正在跟随特斯拉汽车公司引领的风潮，选择避开稀土材料而转向感应电动机，虽然这一转变意味着牺牲空间以及增加汽车的重量。中日之间的领土纷争开始一周之后，日本的一个研究小组宣布他们已经在不需要稀土材料的情况下，制造出了一款混合动力电动机，而且日本日立公司（Hitachi）也宣布了类似的技术突破。德国宝马汽车公司（BMW）的MINI E电动车采用的也是感应电动机，而且特斯拉汽车公司正在为丰田汽车公司即将面世的电动车RAV 4提供他们的驱动列。考虑到稀土矿物供应的波动，以及感应电动机为高性能汽车带来的优势，“汽车公司认真考虑采用感应电动机是有道理的，” 交流驱动电动机（AC Propulsion）领域的资深科学家沃利•里佩尔（Wally Rippel）说到。里佩尔之前在特斯拉汽车公司以及通用汽车公司（GM）从事过感应电动机设计工作，在这期间他帮助开发了通用汽车公司重要的电动汽车EV1。

　　随着汽车制造商开始探索替代性的电动机，美国以及其他国家的研究人员也正在尝试设计出稀土材料的替代品，而且政治上的努力也正在推进中国以外的国家增加稀土矿物的供应。

　　在美国，中国在稀土矿物出产方面的统治地位，已经促使一大笔研究资金集中到开发更少使用——如果需要使用的话——稀土材料的永磁体研究中，比如来自美国能源部高级研究计划署（ARPA-E）的接近700万美元的研究资金。在其中一个研究项目中，美国内布拉斯加大学（University of Nebraska）的研究人员正在为提高钴铁合金（FeCo）制造的永磁体的性能而工作。这类材料目前在市场上都有销售，但是它的磁性却不到最好的稀土永磁体的一半。内布拉斯加大学的研究人员将集中关注，把微量的其他元素添加到这些合金的结构矩阵中的不同方式，从而对它们的分子几何结构进行重排以创造更强、更持久的永磁体材料。

　　在ARPA-E资助的同一个项目中与内布拉斯加大学的研究人员共同工作，来自特拉华大学（University of Delaware）的研究人员正在研究纳米复合材料，这种材料使用的贵重稀土材料更少，但是理论表明它们产生的磁场强度将是今天最好的永磁体磁强的两倍。这个实验室正在对稀土磁性材料粒子与非稀土补充物粒子（锡钴等元素）进行混合，而粒子的大小仅为20到30纳米（十亿分之一米）。之前为制造这种材料的努力无法做到精确地让纳米粒子对齐，而这在本质上削弱了它们的磁性。不再是大批地混合材料，比如搅拌糊状的材料，这个研究小组正在开发一套程序，以通过在整齐的阵列中装配粒子来控制它们的对齐。

　　位于纽约尼什卡纳的通用电气公司全球研发中心（GE Global Research）也在从事类似特拉华大学所进行的纳米复合材料研究，他们同时也受到了ARPA-E的资助。采用自己内部开发的方法，通用电气公司全球研发中心的项目目标旨在通过对齐纳米粉体（nanopowder）制造一种新型材料。“这些材料在本质上就不稳定，”所以控制它们的装配是纳米制造工序的前沿，通用电气公司高温合金加工实验室经理卢阿纳•埃奥里奥（Luana Iorio）说到，他领导了这项研究。通用电气公司估计他们的纳米复合材料能比今天最好的永磁体的磁性强35%，而按体积算仅仅只需使用40%的稀土材料。在两年以内，埃奥里奥希望，这个项目将能够制造出这种新型材料的样品，这种材料的直径将只有几厘米。

　　然而，由于这些努力可能需要好几年才能结出果实，所以在短期内寻找来自中国以外国家的稀土矿物仍将引起世界的注意。位于美国加州的莫利矿业公司（Molycorp Minerals）正寻求重新开启于2002年关闭的稀土矿，该矿由于稀土矿物价格的低廉以及对环境的考虑而关闭。近几周以来，大量关于稀土矿物开采的法案漂浮在美国国内。美国国会参众两院也试图复兴美国的稀土矿物供应链，包括开采、精炼以及制造。众议院的第三个法案较为狭小地关注一个议题，即为重启开采稀土矿提供贷款担保。