Metalli Rari

I metalli tecnologici: storia

Da una curiosità per soli scienziati ad inizio del secolo scorso, fino a diventare gli elementi segreti per vincere la Seconda Guerra Mondiale. La storia dei metalli tecnologici è ricca di sorprese che arrivano fino ad oggi.

Il termine metalli tecnologici è relativamente recente ed è stato introdotto, o meglio reintrodotto, da Jack Lifton nel 2007.

Possiamo dire che i metalli tecnologici sono quei metalli, generalmente metalli rari, che sono essenziali per la produzione di moltissimi dispositivi high tech, sistemi ingegnerizzati, armamenti, dispositivi medici, dispositivi per telecomunicazioni, come per esempio:

  • la produzione di massa di dispositivi elettronici miniaturizzati;
  • gli armamenti avanzati e le piattaforme per la difesa nazionale;
  • la produzione di elettricità con fonti alternative, come i pannelli solari e le turbine eoliche;
  • lo stoccaggio di energia elettrica da pile e batterie.

Ci sono naturalmente numerose altre applicazioni di questi metalli.

Quasi tutti i metalli tecnologici sono sottoprodotti della produzione di metalli comuni, con l’eccezione delle terre rare (un insieme di 17 metalli) e del litio.

Prima della Seconda Guerra Mondiale, vi erano molti metalli per i quali non c’erano usi pratici. Erano letteralmente una curiosità di laboratorio ed erano disponibili solo in piccole quantità, ottenuti a costi elevati in termini di tempo e denaro. Per questa ragione, furono chiamati i metalli minori, semplicemente perchè non avevano usi pratici al contrario dei metalli comuni e dei metalli preziosiNon era importante  quanto abbondante fosse il metallo in natura, ma soltanto se avesse o meno un uso pratico (anche perchè le quantità prodotte erano legate a questa considerazione). Il nichel, per esempio, era un metallo minore prima dello sviluppo commerciale dell’acciaio inox nel 1919, quando la produzione di massa e l’utilizzo di acciaio inossidabile divennero predominanti. Il nichel divenne un metallo ad alta produzione e oggi è classificato tra i metalli comuni.

Nei primi anni del ventesimo secolo, fu sviluppato dalla General Electric il tungsteno malleabile, che divenne un materiale molto impiegato nei filamenti delle lampadine ad incandescenza. Poco dopo furono sviluppati e utilizzati gli acciai al tungsteno, inizialmente per armature e proiettili perforanti ad uso militare. In seguito il carburo di tungsteno venne impiegato negli utensili da taglio e costituì una rivoluzione per le lavorazioni meccaniche di precisione, proprio in tempo per trasformare la produzione dei motori in una produzione di massa. Il tungsteno, metallo minore nel 1900, divenne nel 1918 un metallo industriale importante, e venne denominato già allora come metallo tecnologico.

Ma l’esempio più chiarificante di un metallo passato da metallo minore a metallo comune è l’alluminio. Alla fine del diciannovesimo secolo, l’alluminio era un metallo minore. Era stato utilizzato per ricoprire il monumento a Washington nel 1886, come simbolo di ricchezza dell’America. L’alluminio è stato quindi più costoso dell’oro. Solo un pazzo o un visionario avrebbe potuto prevedere nel 1886, che la gente comune avrebbe cucinato con pentole e padelle in alluminio, soltanto un secolo più tardi. Anche nel 1919 l’idea di elettrodomestici in acciaio inox per la gente comune sarebbe stata considerata una fantasia.

aereo seconda guerra mondialeLa Seconda Guerra Mondiale trasformò una disciplina accademica dormiente, lo studio delle proprietà fisiche dei metalli,nella metallurgia moderna che cerca di sviluppare nuovi utilizzi dei metalli e che implementa nuovi prodotti basandosi non solo sulle loro proprietà come materiali strutturali, ma ancora più importante, sulle loro nuove proprietà elettriche, elettroniche e magnetiche per essere impiegati nelle moderne tecnologie.

Cinquant’anni fa non era chiaro che, se qualche metallo minore sarebbe stato impiegato nella produzione di beni di massa. Stavamo scoprendo che le proprietà elettriche e magnetiche degli elementi chimici, erano in grado di soddisfare i bisogni e i desideri della nostra civiltà. Fino alla Prima Guerra Mondiale, la metallurgia conosceva soltanto le proprietà strutturali, decorative e di trasmissione dell’elettricità dei metalli. L’ultimo metallo scoperto, il renio, risale al 1924. Quello che nessuno sapeva, nel periodo tra le due guerre mondiali, era l’importanza di conoscere quali, tra i metalli minori, avrebbe potuto essere prodotto in volumi significativi per seguire la crescita della produzione di massa.

Non c’era bisogno di saperlo, soprattutto nel mondo accademico, dove venivano condotti la maggior parte degli studi su questi metalli. L’equazione era semplice: nessun utilizzo è uguale a nessuna richiesta e quindi non servivano sforzi per fornire questi metalli in grandi quantità.

La Seconda Guerra Mondiale è stato l’evento più importante per la trasformazione dei metalli minori in metalli tecnologici. I problemi economici che limitavano l’innovazione furono messi da parte e la sicurezza nazionale (cioè vincere la guerra) divenne l’unico pilota dello sviluppo tecnologico per motori a reazione, radio, radar, elettronica, informatica e super-cannoni.


disprosioVenne radunata dai vari governi mondiali una fantastica galassia dei migliori fisici, ingegneri e chimici, una raccolta di intelligenza che si verifica forse una volta ogni mille anni. Furono messi a disposizione i metalli che erano ritenuti necessari senza alcun vincolo economico. Gli ingegneri chimici cominciarono a imparare come trovare, raffinare e produrre in  grandi quantità metalli fino ad allora considerati minori, per soddisfare le esigenze tecnologiche esasperate della guerra in corso. Tra l’altro vennero prodotti, in quantità mai viste prima, silicio e germanio ultra-puri, gallio e indio, uranio e torio, terre rare e, subito dopo la guerra, litio.

Finita la Seconda Guerra Mondiale, iniziarono 50 anni di Guerra Fredda, durante i quali continuò la produzione anti-economica e di massa dei metalli minori, per impieghi militari. La produzione in surplus fu dirottata su applicazioni civili, alla ricerca di impieghi economici e di massa. Questi eventi furono i germi dell’attuale “era tecnologica”. Le considerazioni economiche erano molto semplici: i metalli minori servono per la guerra, calda o fredda, e gli Stati sovvenzionano totalmente il loro sviluppo e la loro produzione.

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