Di minerali al mondo ce ne sono tanti, e li usiamo sui computer, telefoni, etc. senza saperlo e anche… nel frigorifero: infatti l’atacamite potrebbe tranquillamente diventare uno di questi minerali, ma andiamo con ordine.
Questa sostanza di colore verde smeraldo, scoperta nel deserto di Atacama in Cile, è nota per la sua ricchezza in ioni di rame, responsabili sia del colore che delle sue particolari proprietà magnetiche. Ed è proprio qui che inizia la parte interessante: l’atacamite mostra un comportamento chiamato effetto magnetocalorico, ovvero si raffredda quando viene sottoposta a un campo magnetico.
Un raffreddamento “magnetico”
Un team di ricerca tedesco, guidato dalla TU Braunschweig e dal centro HZDR, ha studiato l’atacamite a temperature estremamente basse (sotto i −264 °C) e in campi magnetici intensi; il risultato? Il materiale si è raffreddato quasi fino alla metà della temperatura iniziale, solo grazie all’azione del campo magnetico: è un effetto sorprendente, che apre scenari inediti per la refrigerazione del futuro.
Oggi, i frigoriferi e i condizionatori funzionano tramite compressione ed espansione di gas refrigeranti, un processo che può essere inquinante e poco efficiente; i materiali magnetocalorici, invece, permetterebbero di ottenere lo stesso risultato in modo più pulito e potenzialmente più economico, semplicemente applicando un campo magnetico.
Il segreto dell’atacamite? Il disordine
Ma perché succede questo effetto? Tutto ruota attorno alla struttura del minerale. Gli ioni di rame si dispongono in catene a forma di dente di sega, una geometria che crea quello che gli scienziati chiamano “frustrazione magnetica”: gli spin (piccoli campi magnetici interni agli atomi) non riescono ad allinearsi perfettamente, creando uno stato di disordine controllato.
Quando si applica un campo magnetico, questo equilibrio delicato si rompe: l’ordine interno del materiale crolla, e per riequilibrarsi il sistema si “compensa” abbassando la propria temperatura. Un meccanismo raro e difficile da ottenere artificialmente.
Non useremo atacamite nei frigoriferi, ma potremmo usare la sua fisica
I ricercatori sono chiari: l’atacamite non sarà il minerale del futuro per i sistemi di raffreddamento, ma il principio fisico osservato è nuovo e promettente e l’obiettivo è ora trovare altri materiali, più abbondanti o sintetizzabili, che mostrino lo stesso comportamento; questa ricerca potrebbe rivoluzionare settori come la refrigerazione industriale, lo spazio, e persino l’elettronica di consumo.
Insomma, grazie a una gemma verde del deserto, stiamo riscrivendo le basi di come potremmo raffreddare il mondo e pure senza freon, senza compressori, ma con il solo potere dei magneti.
