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Sep 28, 2023

I magneti conieranno i miliardari di domani

In one of the most iconic scenes of The Graduate, Dustin Hoffman’s young

In una delle scene più iconiche di Il Laureato, il giovane personaggio interpretato da Dustin Hoffman, Benjamin Braddock, riceve alcuni consigli di investimento non richiesti da un amico di famiglia: "plastica".

Rivedi quella scena oggi e l'incapace Benjamin potrebbe sentire una parola diversa: magneti. Negli ultimi anni, l’umile magnete è diventato assolutamente essenziale per numerose industrie moderne, dai veicoli elettrici alle turbine eoliche. Si tratta di un elemento high-tech su cui si costruiranno fortune.

La storia poco conosciuta di come i magneti arrivarono a conquistare il mondo non riguarda solo i metalli esotici e la ricerca all’avanguardia. Si tratta sempre più di una storia di geopolitica, con le crescenti tensioni tra Cina e Stati Uniti che costituiscono una parte centrale della storia.

Prima della rivoluzione industriale, gli unici oggetti che possedevano proprietà magnetiche permanenti erano le calamite: pezzi di magnetite minerale. Le "pietre" erano costituite da tre parti di ferro e quattro parti di ossigeno, insieme a un'infarinatura di altri ingredienti critici tra cui alluminio, titanio e manganese. E, ultimo ma non meno importante, il fulmine.

Quando un pezzo di magnetite viene colpito da un fulmine a ciel sereno, il campo magnetico del fulmine riorganizza gli ioni nella roccia, conferendo proprietà magnetiche alla sua superficie. Questo straordinario fenomeno aiuta a spiegare perché i magneti naturali erano curiosità preziose prima dell’era moderna.

Ad un certo punto, nel Medioevo, qualcuno escogitò un altro modo: strofinando un ago di ferro su una calamita, anche l'ago acquisì poteri magnetici. Questa scoperta, che portò all'invenzione della bussola, fu probabilmente il primo utilizzo pratico di un magnete (anche se vale la pena notare che alcuni medici medievali credevano anche che le calamite potessero curare la calvizie e, come bonus, fungere da afrodisiaco).

Nel XVIII e XIX secolo, gli scienziati scoprirono che la corrente elettrica che scorreva attraverso un filo conferiva ad alcuni metalli proprietà magnetiche. Gli "elettromagneti" risultanti hanno trovato posto in una vasta gamma di applicazioni industriali. Ma funzionavano solo quando c'era corrente, il che limitava la loro utilità e stimolava la ricerca di altri magneti "permanenti".

I primi progressi sui magneti di ferro di base sono arrivati ​​con lo sviluppo di leghe di acciaio modellate all'interno di un campo magnetico. Queste leghe avevano un potere magnetico molto maggiore delle normali calamite, misurato da un'unità nota come oersteds (dal nome dello scienziato danese Hans Christian Ørsted). Ma non era ancora sufficiente per svolgere un ruolo affidabile in qualsiasi tipo di motore elettrico.

Il Giappone prese l’iniziativa nel 1918 e negli anni ’30 sviluppò una nuova generazione di magneti permanenti facendo lievitare il ferro comune con alluminio, nichel e cobalto – da qui il nome, magneti Alnico. Questi megamagneti colpivano più del loro peso, producendo 400 oersted rispetto ai 50 di una semplice calamita. Poi venne la scoperta che la ricottura di queste leghe in un campo magnetico ne moltiplicava ulteriormente i poteri.

Il mondo ora possedeva magneti permanenti che potevano sostituire gli elettromagneti. Nel secondo dopoguerra, questi nuovi magneti trovarono rapidamente un ruolo crescente in qualsiasi cosa, dai motori elettrici ai sensori, agli indicatori di livello del carburante, ai microfoni e ad altri dispositivi.

Nel 1958, uno scienziato dei materiali austriaco poco conosciuto di nome Karl J. Strnat arrivò negli Stati Uniti per aiutare l'aeronautica militare a sviluppare magneti ancora più potenti per i suoi missili e jet all'avanguardia. Strnat aveva esperienza in un gruppo esoterico di elementi noti come terre rare, 15 elementi che corrono in una linea orizzontale sotto il nucleo della tavola periodica, iniziando dal lantanio e terminando con il lutezio.

Sebbene non fossero particolarmente rare, le terre rare erano difficili da elaborare e purificare. Ma nuovi metodi ispirati al Progetto Manhattan hanno permesso ai chimici di estrarre singole terre rare in quantità considerevoli. Strnat e colleghi si convinsero che gli elementi fossero candidati promettenti per una nuova generazione di magneti. Sfortunatamente, gli elementi hanno iniziato a perdere i loro poteri magnetici quando si sono avvicinati alla temperatura ambiente, limitando la loro utilità.