En genomsnittlig smartphone innehåller 41 olika element - och förra året enbart 1,2 miljarder telefoner såldes globalt. Detta skapar en obalans mellan tillgången på metaller och metalloider och konsumenternas efterfrågan - ett begrepp som kallas "kritiskitet". Forskare har nu bedömt kritiken av alla 62 metallbaserade element på det periodiska bordet för att avslöja vilka som är mest utsatta och vad det innebär för våra prylar på lång sikt. Forskare från Yale University bedömde den "kritiska" av 62 metaller på den periodiska tabellen. De upptäckte minst 33 av dessa (visas) används för kretskort. Kriticitet tittar på vilka material som kommer att bli svårare att hitta, som kommer att ha de högsta miljökostnaderna och som är oersättliga. Metal criticality analyseras på tre sätt – försörjningsrisk, sårbarhet för försörjningsbegränsning (VSR) och miljöpåverkan. Enkelt uttryckt är försörjningsrisken sannolikheten att en nödvändig råvara kommer att ta slut. VSR är ett index som används för att räkna ut hur troligt ett visst element kommer att bli begränsat baserat på hur mycket det används och hur rikligt det är. I detta index behandlas till exempel begränsningar av utbudet från företag eller länder. Metal criticality analyseras på tre sätt – försörjningsrisk, sårbarhet för försörjningsbegränsning (VSR) och miljöpåverkan. Enkelt uttryckt är försörjningsrisken sannolikheten att en nödvändig råvara blir otillgänglig. VSR är ett index som används för att räkna ut hur troligt ett visst element kommer att bli begränsat baserat på hur mycket det används och hur rikligt det är. I detta index behandlas till exempel begränsningar av utbudet från företag eller länder. Och när det gäller miljön bedömer forskarna vad som kostar gruvdriften av vissa material, såväl som själva materialet, har på miljön och då sannolikheten för att detta också kan leda till restriktioner. Lead, till exempel, förbjöds i många produkter efter att regeringar och företag lärt sig om sina faror för miljön och började förbjuda hur mycket den användes. En total poäng delas ut till varje del inom varje kategori och ju högre poäng, desto mer i riskzonen som elementet är. Och när det gäller miljön bedömer forskarna vad som kostar gruvdriften av vissa material, såväl som själva materialet, har på miljön och då sannolikheten för att detta också kan leda till restriktioner. Lead, till exempel, förbjöds i många produkter efter att regeringar och företag lärt sig om sina faror för miljön och började förbjuda hur mycket den användes. Med hjälp av dessa tre kategorier kunde forskare från Yale University under ledning av professor Thomas Graedel se vilka metaller och metalloider som löper störst risk inom varje grupp. Många av de metaller som traditionellt används vid tillverkning, däribland zink, koppar och aluminium, är inte i riskzonen, förklarade professor Graedel. Men de nyare eller mindre vanliga metaller som används i smartphones, infraröd optik, och medicinsk bildbehandling, är sårbara. Teamets resultat visar att begränsningarna för många viktiga metaller som används i smartphones och andra prylar till stor del är relaterade till försörjningsrisk. Dessa inkluderar gallium som används i processorchips och selen i transistorer på dessa chips. Platinumgruppen metaller inklusive guld och kvicksilver har störst miljöpåverkan. Medan stållegering element, såsom krom och niob, samt element som används i hög temperatur legeringar inklusive volfram och molybden, gjorde högre i sårbarheten för leverans begränsning kategori. "De metaller vi har använt under en lång tid förmodligen inte kommer att innebära mycket av en utmaning," sade professor Graedel. Denna grafik avslöjar de 41 element som vanligtvis finns i en smartphones skärm, elektronik, batteri och hölje. Många metaller som traditionellt används vid tillverkning, inklusive zink, koppar och aluminium, är inte i riskzonen. Resultaten visar att många viktiga metaller som används i prylar till stor del är relaterade till försörjningsrisk (A). Dessa inkluderar gallium och selen. Guld och kvicksilver har några av de största miljökonsekvenserna (B). Krom, niobium, volfram och molybden gjorde högre poäng för sårbarheten att leverera begränsning (C) "Vi har använt dem under en lång tid eftersom de är ganska riklig och de är allmänt utbredd geografiskt. "Men vissa metaller som har blivit utplacerade för teknik endast under de senaste 10 eller 20 åren finns nästan helt som biprodukter. "Du kan inte min specifikt för dem; de finns ofta i små mängder och används för specialändamål. Och de har inga anständiga substitut." Forskarna räknade upp dessa som indium, arsenik, tallium, antimon, silver och selen. Det finns ingen ersättning för indium, i synnerhet, och detta kan påverka våra pekskärmar. Faktorer som påverkar extrem kritiskhet inkluderar "koncentration av primärproduktionen" och politisk instabilitet. Studien pekar på att upp till 95 % av sällsynta jordartsmetaller kommer från Kina, och tantal kommer från orosområden som Demokratiska republiken Kongo. Förra året såldes 1,2 miljarder smartphones globalt. Bland de faktorer som påverkar extrem kritiskhet kan nämnas "hög geopolitisk koncentration av primärproduktionen" och politisk instabilitet. Forskarna pekar på att upp till 95 procent av sällsynta jordartsmetaller kommer från Kina, medan tantal, som används i telefonmikrokondensatorer, kommer från områden av oro såsom Demokratiska republiken Kongo. Professor Graedel tittade också på den effekt återvinning kan ha på dessa element och förklarade att bly är mycket återvinningsbart, men material som endast används i spårmängder är svårare att utvinna. "Jag tycker att dessa resultat ska skicka ett budskap till produktdesigner att spendera mer tid med att tänka på vad som händer efter att deras produkter inte längre används", tillade professor Graedel. "Så mycket av det som gör återvinning av dessa material svårt är deras design. Det verkar som om det är dags att tänka lite mer på slutet av dessa vackra produkter." Forskningen publiceras i tidskriften PNAS.
Forskarna bedömde den "kritiska" 62 metaller på den periodiska tabellen.
Kriticitet tittar på vilka material som kommer att bli svårare att hitta, som kommer att ha de högsta miljökostnaderna och som är oersättliga.
Papper fann att leveranser av gallium, arsenik och selen är högrisk.
Dessa föreningar behövs för kretskort, batterier och mer.