Nadir toprak elementleri, elektrikli araçlar, rüzgar türbinleri ve akıllı telefonlar gibi modern teknolojilerde kritik rol oynar. Ancak bu elementlerin birbirinden ayrılması, geleneksel yöntemlerde büyük miktarlarda asit ve organik çözücü gerektirir. Yeni çalışmada, manganez oksit tabakalarının arasındaki nanoskala kanallar, elementlerin su tabakalarının boyutuna göre ayrışmasını sağlıyor. Hafif elementlerin daha büyük su tabakaları, kanalları genişletirken, ağırlıkları daha küçük olanlar sıkıca bağlanıyor.
Araştırmacılar, kanalların genişlemesini engellemek için magnezyum iyonları ekleyerek ayrışma verimliliğini önemli ölçüde artırdı. Bu 'sabitleme' yöntemiyle, neodyumun lantanumdan saflığı iki safhada %97'ye ulaştı. Deneyler ve kuantum mekanik simülasyonlar, su tabakalarındaki angstrom düzeyindeki farkların ayrışma mekanizmasını doğruladı.
Bu teknik henüz ticari ölçeklenebilirlik aşamasında değil, ancak su ve elektrikle çalışan bir süreç, nadir toprak işleminin küresel merkezlerden yerel tesislere taşınmasını mümkün kılabilir. Yöntem, pil geri dönüşümü ve kritik minerallerin arıtımı gibi diğer alanlarda da uygulanabilir.