Alla scoperta dei laboratori dove nasceranno le alternative alle terre rare “made in Italy”

Usare l’intelligenza artificiale per ricostruire il dna di alcuni tra gli elementi più importanti per il futuro, dalla transizione energetica a quella digitale. È la scommessa del laboratorio di RARA Factory: Moveo è andata a visitarlo

Un laboratorio italiano che promette di rivoluzionare il modo in cui si realizzano i materiali più ambiti al mondo: un cambiamento che sarebbe davvero epocale anche per la mobilità sostenibile. Si chiama RARA Factory ed è stato inaugurato il 17 luglio scorso nel Parco Scientifico Tecnologico VEGA, a Marghera. Nata come spin-off deep-tech dell’Università Ca’ Foscari Venezia, RARA Factory sviluppa tecnologie di frontiera per ridurre la dipendenza da terre rare e materiali critici. Sono gli elementi alla base di ogni transizione che stiamo vivendo, da quella digitale e ambientale a quella sanitaria e bellica. Con oltre 45mila materiali testati tramite il proprio algoritmo brevettato, RARA Factory promuove la ricerca applicata e la realizzazione industriale di materiali sostenibili alternativi alle terre rare e ai materiali critici, contribuendo a ridurre l’impatto ambientale e la dipendenza strategica dai mercati esteri. Moveo è andata a visitare il laboratorio in questo reportage per raccontare le innovazioni di un luogo che promette di essere una delle culle dei materiali del futuro.

Una squadra fatta su misura del progetto

“L’idea è trovare alternative ai materiali che abbiano le stesse funzionalità: vale per le terre rare come per altri materiali critici. Noi abbiamo iniziato a lavorare sui magneti”, spiega Stefano Bonetti, fondatore e direttore scientifico di RARA Factory e professore ordinario di Fisica Sperimentale della Materia e Applicazioni all’Università Ca’ Foscari di Venezia. E da questo ateneo che è partita l’idea che ha portato alla fondazione della start-up. Bonetti è un giovane professore che riesce a raccontare il progetto di cui è in carico con parole semplici e un entusiasmo pacato. “L’unicità del nostro gruppo è che abbiamo le competenze giuste”, ci spiega in un ufficio del Parco Scientifico Tecnologico VEGA, a Marghera, proprio accanto al laboratorio.

“Nel nostro team ci sono l’esperto in fisica dei materiali sperimentale, il fisico teorico, l’informatico. Arrivano tutti da Ca’ Foscari: uno dei fondatori è l’ex Rettore dell’Ateneo Michele Bugliesi, anche lui un informatico”

 

Bonetti spiega che quando è nato il progetto, viveva in tutt’altro lato d’Europa: “Bugliesi mi ha reclutato mentre ero a Stoccolma dove avevo vinto un grande bando legato al tema del magnetismo. Mi ha chiamato insieme a Guido Caldarelli che adesso è direttore al CNR a Roma: lui è uno dei padri fondatori della teoria delle reti, uno degli ingredienti fondamentali della nostra ricetta”.

Alternative tramite intelligenza artificiale

Quali sono gli elementi principali che rendono davvero unica la proposta tecnica e scientifica di RARA Factory? Oltre al mix di competenze tecniche, l’applicazione di un algoritmo brevettato di intelligenza artificiale su una mappa di materiali che gli scienziati hanno scoperto applicando la teoria delle reti. Quest’ultima è alla base, ad esempio, della struttura di internet. “Noi abbiamo ordinato i materiali tramite la teoria delle reti: in poche parole, abbiamo fatto qualcosa di simile alla mappa di Mendel ma non sugli elementi chimici quanto sulle combinazioni di materiali. E quello che ne è uscito è stata una nuova mappa dei materiali: è stata la prima sorpresa. Perché la struttura della mappa è quella che in scienza si dice frattale: il tipico esempio è il fiocco di neve. Se ci fai uno zoom, trovi sempre la stessa struttura ripetuta all’infinito: ecco, quello è il frattale” ci spiega Bonetti.

Per cui gli scienziati avevano scoperto che c’era un pattern, un modello. E potevano provare a seguirlo per scoprire i materiali utili a sostituire quelli più critici nelle leghe esistenti.

Materiali critici: si parte dai magneti

Camminando nel piccolo laboratorio si respira un’aria di entusiasmo. I giovani ricercatori sono impegnati e lavorano come fossero artigiani di un sapere in divenire in uno spazio relativo ma pieno di macchinari super tecnologici. Al momento il lavoro di RARA Factory è concentrato sui magneti. I più potenti oggi sono quelli costituiti dai magneti al neodimio: una lega fatta da questa terra rara più il ferro e il boro, un’alchimia che ha cambiato davvero l’industria moderna. Racconta il direttore del laboratorio di Marghera:

“Questa lega fu scoperta quasi per caso negli anni Ottanta. Nella scienza dei materiali ci si muove spesso un po’ così, con scoperte casuali. E invece con l’IA vogliamo scoprire le combinazioni possibili delle materie esistenti: dobbiamo andare di raziocinio, facendo conoscere il mondo reale dei materiali a questa intelligenza artificiale”.

L’obiettivo della startup è usare elementi facilmente reperibili: “Per fare qualche esempio, ferro, calcio, titanio: materiali come questi non sono cari e soprattutto sono abbondanti. Quindi vogliamo creare un nuovo magnete che sia una lega di ferro con qualcos’altro che non abbia neodimio, che sia altrettanto performante o interessante per il costo finale e che sicuramente avrà un impatto ambientale accettabile. Per dare un’idea potremmo usare gli scarti dei casermoni abbandonati una volta demoliti, da cui residuano materiali poveri. E magari da questi ricavare il cuore materico dei nuovi motori elettrici” Uno dei simboli della transizione energetica: ecco perché l’idea di Rara Factory potrebbe rivoluzionare la mobilità green.

Un traguardo vicino, come i concorrenti

Al momento RARA Factory ha raccolto due milioni di euro impiegati soprattutto per i macchinari utilizzati dal laboratorio. Stessa cifra e con la stessa mission di due suoi competitor europei, nati in Germania e Francia. Mentre negli USA Google sta lavorando su u progetto da duecento milioni con due ex sviluppatori di Open AI, con lo stesso obiettivo della startup di Ca’Foscari. “Stanno impostando un progetto simile al nostro ma usando solo potenza computazionale, senza davvero realizzare elementi. Sono sviluppatori e non hanno nel team scienziati dei materiali: e i materiali sono una cosa davvero complicata da gestire”. Il professore ci mostra alcuni elementi che sono usati per i loro esperimenti, comprati a pochi euro on-line. Sono elementi concret, reali, e gli output della ricerca computazionale di RARA Factory si possono vedere e toccare. “E testare: potenzialmente possiamo sostituire tutti materiali critici, un mercato da 70 miliardi di euro e in continua crescita. Anche se alcuni come il litio, molto leggero, credo sia più complesso. Ci siamo dati due anni per portare risultati, anche se abbiano fissato milestone ogni sei mesi”.

Una rivoluzione per la mobilità elettrica

Mentre i ricercatori lavorano, si percepisce una serena consapevolezza e non la comprensibile ansia da risultato. Anche se data l’importanza della missione, qualora andasse in porto, qualcuno perfino pensare di rubare i risultati agli inventori. “Il brevetto che abbiamo fatto certo non rivela tutto. E poi mettere insieme quello che abbiamo fatto non è facile. Infine, il nostro lavoro e le nostre sperimentazioni sono tutte offline: devono venire a scassinarci il laboratorio per rapirci i segreti. Certo, una volta che l’hai individuato come materiale non è difficile replicarlo. Fare reverse engineering è possibile, ma noi applicheremo un brevetto di tutela ventennale sulle nostre scoperte”.

L’obiettivo non è irraggiungibile, secondo le parole di Bonetti: “Se troviamo la combinazione per la lega che cerchiamo, è fatta. Ogni prova che facciamo costa circa 10 euro e facciamo circa 100 prove al giorno, con un traguardo da raggiungere di decine di migliaia di test. Può essere che la forma del materiale che otterremo sarà un film sottile, e in alcuni casi come la microelettronica questo è già abbastanza: diverso invece è l’uso dei magneti per i motori elettrici dove serve molto più materiale. Anche per questo, dobbiamo garantire che il risultato materico delle nostre sperimentazioni si possa produrre a livello industriale“. Altrimenti rimarrebbe una pura speculazione scientifica.

Si tratterebbe di scoperte che potrebbero risolvere i problemi di approvvigionamento delle supply-chain occidentali verso la Cina, che controlla sia l’estrazione che la raffinazione di tutti i principali materiali critici. E quindi condiziona i prezzi dei prodotti finali, tra cui in principale le auto elettriche. Le innovazioni promesse da RARA Factory sarebbero un’innovazione storica, che potrebbe anche allentare le pressioni geopolitiche in atto, dando nuovo impulso al mercato automobilistico europeo. Mentre salutiamo i ricercatori e il professore, il nostro augurio di ‘buona fortuna‘ è davvero sentito, pensando al futuro che ci attende.