La scoperta dell’Università Ca’ Foscari: «Luce laser e un algoritmo per trasformare la materia» – Nordest Economia

Modellare la materia trasformandola in qualcosa di nuovo, regalandole anche fondamentali proprietà che prima non possedeva. Una svolta che può avere un impatto dal punto di vista economico considerati i diversi ambiti di applicazione: dalla sostituzione delle terre rare con materiali sostenibili attraverso l’uso di un algoritmo, alla possibilità di rendere magnetico qualsiasi materiale grazie a una luce laser. Ed è su quest’ultima scoperta che si concentra lo studio, condotto dall’università di Stoccolma e da Ca’ Foscari, pubblicato ieri sulla rivista Nature. Una ricerca alla quale hanno partecipato anche il centro di ricerca Elettra Sincrotrone di Trieste, la Sapienza di Roma e la Fondazione Rara di Venezia, che si occupa di sviluppare nuovi materiali. «Il nostro approccio», spiega Stefano Bonetti, professore di Fisica della materia a Venezia nonché presidente della Fondazione Rara, «consente di realizzare materiali magnetici a partire da molti materiali isolanti, quando quasi tutti i magneti conosciuti sono dei conduttori. A lungo termine questo apre la strada ad applicazioni nuove nella società».

Prima di arrivare alle possibili applicazioni, può spiegare in cosa consiste l’esperimento?

«Lo studio era nato per dimostrare una predizione teorica in cui si diceva che se si fosse riuscito a muovere gli atomi in un materiale in una traiettoria circolare, il materiale poteva diventare una calamita, per quanto molto debole. Nel laboratorio ci fu poi un momento di incredulità quando ci rendemmo conto che l’effetto era gigantesco: il materiale, che appare come un comune campione di vetro, diventava fortemente magnetico, quasi quanto una calamita vera».

Perché si tratta di una scoperta importante?

«Luce e materia descrivono la quasi totalità del mondo fisico di cui abbiamo esperienza. Capirne i fondamentali permette di poter immaginare e disegnare nuovi materiali e nuove tecnologie che possono permettere un’esistenza umana sostenibile con un pianeta a risorse finite. Questo studio si innesta in una branca molto recente della fisica della materia dove si usa la luce anche per modificare le proprietà dei materiali. Come in questo caso, dove abbiamo indotto delle proprietà magnetiche, altrimenti assenti, usando la luce».

E quale applicazione può avere?

«È la prima volta che siamo riusciti a indurre e vedere come il materiale diventa magnetico a temperatura ambiente in un esperimento. Inoltre, il nostro approccio consente di realizzare materiali magnetici a partire non solo da metalli, ma anche a partire da molti materiali isolanti. Questo aprirà ad applicazioni nuove. Ad esempio, sarà possibile realizzare interruttori magnetici ultraveloci per trasferire informazioni e rendere i computer molto più rapidi e più efficienti dal punto di vista energetico».

Creare nuovi materiali sostenibili è la missione della Fondazione Rara, di cui è presidente. In quale altro ambito possono trovare applicazione le vostre scoperte?

«I due temi più pressanti per il nostro futuro come umanità sono quello dell’energia e quello di una tecnologia più sostenibile. Entrambi dipendono in maniera cruciale da un fattore comune: i materiali. Trovare materiali alternativi, puliti, abbondanti, sono l’unico modo di garantire una vita sostenibile a tutto il pianeta, e non solo ad una piccola parte di esso. Con le iniziative legate a Fondazione Rara vogliamo creare attenzione su questi temi e attirare le menti più creative, non solo quelle di persone esperte del campo, ma anche di studenti e studentesse, per provare insieme a risolvere questa enorme sfida».

Le crisi geopolitiche degli ultimi anni stanno rendendo sempre più complicato e costoso il reperimento delle materie prime rare, fondamentali per la transizione energetica. Cosa avete scoperto?

«Abbiamo sviluppato e brevettato un algoritmo che permetta di sostituire completamente le terre rare con materiali sostenibili e abbondanti, cercando e combinando materiali con proprietà simili. La realtà è che non c’è un modo pulito di estrarre terre rare, che significa che i processi per evitare di inquinare richiedono costosi processi di bonifica, che di ritorno aumenterebbero i prezzi dei materiali e porterebbero probabilmente fuori mercato le terre rare estratte in Europa. Anche le attuali alternative in discussione, ovvero recuperare e riciclare le terre rare da vecchi dispositivi elettronici, o di trovare nuovi giacimenti, hanno ancora altissimi costi energetici, ambientali e sociali. L’idea non è di trovare terre rare o materiali rari, riciclandoli o cercando nuovi giacimenti, ma di sostituirli completamente con materiali abbondanti e sostenibili facendo di questo territorio uno dei leader nella produzione di materiali sostenibili per le nuove tecnologie».