Motori elettrici che non dipendono più da costose e rare materie prime, ma da magneti “puliti”. Un bel film. O è realtà? Chiedetelo a MagNex, il magnete senza terre rare sviluppato in soli 3 mesi da una startup britannica, Materials Nexus, usando una piattaforma di IA all’avanguardia. Una svolta tecnologica che promette di accelerare la transizione energetica verso un futuro più sostenibile ed economico, aprendo nuove frontiere per il design dei materiali. Diamo un’occhiata, è uno spunto che potrebbe cambiare per sempre il modo in cui alimentiamo i nostri motori e il nostro pianeta.
Il problema delle terre rare
Per comprendere appieno la portata rivoluzionaria di MagNex, facciamo prima un passo indietro per capire il contesto. Negli ultimi anni, la corsa verso la transizione energetica ha messo in luce un problema cruciale: la dipendenza delle tecnologie green, come veicoli elettrici e turbine eoliche, dalle terre rare. Questi elementi, nonostante il nome, non sono poi così rari in natura. Tuttavia, sono difficili e costosi da estrarre e lavorare, oltre a essere concentrati in pochi paesi, spesso instabili geopoliticamente o poco attenti ai diritti umani e all’ambiente. Basti pensare che la Cina controlla oltre l’80% del mercato globale delle terre rare, con tutto ciò che ne consegue in termini di rischi per la sicurezza degli approvvigionamenti e di impatti socio-ambientali legati all’estrazione.
Non a caso, aziende come Tesla stanno cercando disperatamente alternative alle terre rare per i loro motori elettrici, consapevoli che la dipendenza da questi materiali rappresenta un collo di bottiglia per la diffusione su larga scala della mobilità sostenibile. Ma trovare soluzioni valide richiede tempo, risorse e una buona dose di fortuna. Almeno fino ad ora.
L’intelligenza artificiale al servizio dei materiali
Grazie agli ultimi, straordinari progressi delle tecniche di machine learning e deep learning, oggi gli algoritmi sono in grado di esplorare in modo sistematico e velocissimo lo sconfinato “spazio dei materiali”, individuando combinazioni di elementi e strutture con proprietà ottimali per specifiche applicazioni.
È esattamente quello che ha fatto la piattaforma di IA sviluppata da Materials Nexus. Partendo da un database di oltre 48.000 materiali noti, il sistema ha “immaginato” milioni di nuove possibili combinazioni, selezionando quelle più promettenti in base a criteri come la stabilità strutturale, le proprietà magnetiche e la sostenibilità ambientale ed economica. Il risultato? MagNex, un magnete permanente ad alte prestazioni completamente privo di terre rare, ottenuto in soli 3 mesi di lavoro. Un tempo record se si pensa che, con i metodi tradizionali di sperimentazione e sviluppo, sarebbero serviti decenni per arrivare a un risultato simile.
Ma non è solo una questione di velocità. L’approccio basato sull’IA consente anche di ottimizzare i materiali in modo più efficiente e mirato, riducendo i costi e gli sprechi. Secondo Materials Nexus, MagNex può essere prodotto con un risparmio dell’80% sui costi dei materiali e una riduzione del 70% delle emissioni di CO2 rispetto a un qualsiasi magnete contenente terre rare attualmente sul mercato.
Magnete senza terre rare, per motori e non solo
Le implicazioni di questa innovazione vanno ben oltre il settore dei motori elettrici. I magneti permanenti sono componenti fondamentali in una vasta gamma di tecnologie, dalle turbine eoliche ai sistemi di risonanza magnetica, passando per gli hard disk dei computer e gli altoparlanti. Avere a disposizione magneti più economici, sostenibili e performanti potrebbe dare una spinta decisiva alla diffusione di queste tecnologie, accelerando la transizione verso un’economia low-carbon e digitale. Senza contare che l’approccio basato sull’IA potrebbe essere esteso ad altre classi di materiali strategici, come i semiconduttori o i superconduttori.
Non a caso, quasi in contemporanea con l’annuncio di MagNex, un team di ricercatori britannici e giapponesi ha utilizzato l’IA per sviluppare un magnete superconduttore a base di ferro, un altro materiale considerato cruciale per il futuro dell’energia pulita e dell’elettronica avanzata. Vi linko qui lo studio. Insomma, quella a cui stiamo assistendo è una vera e propria rivoluzione nell’ingegneria dei materiali, resa possibile dagli straordinari progressi dell’intelligenza artificiale. Una rivoluzione che potrebbe cambiare radicalmente il modo in cui progettiamo e produciamo gli oggetti che ci circondano, rendendoli più efficienti, sostenibili e accessibili.
Oltre il magnete: sfide e opportunità di un futuro “materiale”
Come ogni rivoluzione tecnologica, anche quella dei materiali “intelligenti” porta con sé sfide e interrogativi. Me ne vengono in mente alcune:
Primo, quanto possiamo fidarci delle previsioni degli algoritmi di IA? Secondo, come garantire che i nuovi materiali siano sicuri e compatibili con l’ambiente e la salute umana? C’è poi il tema dell’impatto socio-economico di queste innovazioni. Se da un lato la riduzione della dipendenza dalle terre rare potrebbe attenuare alcuni problemi geopolitici e ambientali legati alla loro estrazione, dall’altro potrebbe mettere in crisi intere filiere produttive e comunità locali che dipendono da questo business. Infine, non va sottovalutato il rischio che l’uso massiccio dell’IA nella scoperta di nuovi materiali possa aumentare il divario tra chi ha accesso a queste tecnologie e chi ne è escluso, creando nuove forme di disuguaglianza e concentrazione del potere economico e tecnologico.
Sono questioni complesse, che non possiamo permetterci di ignorare. Quello che sta emergendo grazie all’incontro tra intelligenza artificiale e scienza dei materiali è un nuovo modo di concepire il nostro rapporto con la tecnologia e con le risorse del pianeta. Dovrà essere più consapevole, efficiente e rispettoso dei limiti biofisici della Terra e dei bisogni delle generazioni future. Se lo costruiremo con criterio, per questo futuro poche cose sono impossibili. Nemmeno trasformare una manciata di bit in un magnete rivoluzionario capace di cambiare il mondo.
