El extraño metal venido del espacio exterior que puede revolucionar la producción eléctrica

La tetrataenita es un material con sorprendentes capacidades magnéticas que puede revolucionar la fabricación de dispositivos electrónicos, armas e infraestructuras de producción eléctrica. Su único problema: solo lo hemos podido encontrar en meteoritos raros, como el que cayó en 1966 sobre la ciudad de Saint-Séverin, en el suroeste de Francia. Es un material que no existe en la Tierra y tarda millones de años en desarrollarse de forma natural. Afortunadamente, científicos de la Universidad de Cambridge han logrado sintetizarlo de una forma sencilla y barata para su producción en masa.

La tetrataenita artificial puede sustituir a las tierras raras, un total de 17 elementos químicos clave por sus propiedades magnéticas y su alta conductividad eléctrica. Estos metales son esenciales para la industria tecnológica actual y se utilizan en decenas de miles de productos como teléfonos móviles, electrodomésticos, vehículos eléctricos, equipos médicos o turbinas de viento. Su extracción es compleja porque no se encuentran fácilmente en estado puro, muchas veces peligrosa y con graves riesgos ambientales.

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Geoestratégicamente también son un peligro para occidente: China acapara el monopolio de las tierras raras con el 87% de la capacidad mundial de refinado. Otros países, como Vietnam, Brasil o Rusia, también tienen grandes yacimientos, pero el gigante asiático —que busca la hegemonía regional y global— es quien tiene el control sobre la mayoría de estos materiales.

Qué es este material y por qué es importante

La tetrataenita tiene una estructura tetragonal compuesta por taenita —de ahí su nombre— una aleación formada por níquel y hierro. Los geólogos detectaron este material en los años ochenta, cuando lo analizaron descubrieron que tenía cualidades similares a las tierras raras y fue apodado como el “imán cósmico”.

La tetrataenita se forma cuando la aleación de hierro y níquel presente en algunos meteoritos se enfría lentamente en un proceso que dura millones de años. Durante este proceso, los átomos de hierro y níquel tienen el tiempo suficiente para ordenarse en una estructura cristalina, dando lugar a este material con propiedades magnéticas únicas.

Qué han descubierto

En 1960, un grupo de científicos consiguió reproducir este material espacial bombardeando aleaciones de hierro y níquel con neutrones, una técnica muy cara imposible de aplicar para su fabricación en masa. Según el profesor de Ciencias de Materiales en la Universidad de Cambridge Lindsay Greer, “a los científicos les ha fascinado obtener esa estructura ordenada, pero siempre parecía algo que estaba muy lejos”.

En octubre de 2022, Greer y sus colegas de la Academia de Ciencias de Austria y la Montanuniversität en Leoben, anunciaron que habían sintetizado tetrataenita calentando minerales comúnmente encontrados por encima de su punto de fusión. Ahora, en un estudio publicado por la revista Advanced Science, Greer y su equipo han presentado un nuevo método patentado que utiliza el fósforo —otro material presente en esos extraños meteoritos— y no requiere millones de años de enfriamiento ni irradiación de neutrones.

Casi al mismo tiempo, un equipo de ingenieros de la Universidad Northeastern en Boston también han conseguido producir tetrataenita. La profesora de Ingeniería Química Laura Lewis explica que su método es similar al de Cambridge porque también calienta níquel y hierro en un horno, pero la diferencia está en que, “a medida que el metal fundido se enfría, se aplica un estrés existencial, lo que implica golpear el producto para que los átomos internos formen las formas tetragonales”.

Este podría ser un paso vital para que la tetrataenita funcione tan bien como lo hacen las tierras raras, porque su estructura debe resistir el estrés necesario para la producción de imanes fuertes y de alta calidad, como apunta la revista Popular Mechanics. A diferencia de los otros metales, las tierras raras tienen una capa adicional de electrones que evita que un imán pierda su magnetismo a medida que se calienta. Los fabricantes agregan minerales de tierras raras, como el neodimio y el praseodimio, para asegurarse de que los imanes mantengan su polaridad incluso a temperaturas superiores a 150 grados.

Estos descubrimiento pueden ser la clave para solucionar el problema del abastecimiento de tierras raras. La demanda sigue en aumento debido al rápido desarrollo de los vehículos eléctricos, las energías renovables y el sector armamentístico. Según el Departamento de Energía de los Estados Unidos, se espera que la demanda mundial aumente en un 400% en las próximas décadas. Según el Centro Kleinman de Política Energética, en 2035 la demanda mundial alcanzará las 450.000 toneladas anuales, frente a las 200.000 toneladas que se requieren hoy día. El agotamiento de minerales esenciales para la economía es un riesgo real y un material sintético como la tetrataenita puede ser una solución perfecta para este problema.