Johan Gadolin fu un chimico finlandese dal cognome che i lettori chimici avranno già collegato all’elemento gadolinio. In effetti il collegamento c’è.

Vive nel secolo XVIII, in un periodo in cui la penisola scandinava venne annessa al regno di Svezia. Con l’annessione la regione passò da una mentalità spesso tacciata come “barbara” a una più accogliente del pensiero illuministico. In questo contesto, il chimico fu quindi uno dei tanti brillanti studiosi che in quel periodo iniziavano ad affacciarsi al mondo scientifico. In effetti era eclettico come molti altri studiosi di allora, con competenze anche nei campi della mineralogia, della geologia e della fisica oltre che nella chimica. Forse questa multicompetenza era di famiglia, visto che il padre aveva la cattedra congiunta di fisica e teologia, mentre il nonno fu fisico e vescovo.

In Scandinavia, si sa, fa freddo, tant’è che in quella regione uno dei materiali più preziosi di allora, cioè la porcellana (basti pensare che la ricchezza di una corte si misurava in termini di bellezza dei servizi in porcellana posseduti), era ricercata non tanto per il suo meraviglioso aspetto estetico, o per le presunte proprietà magiche in grado di far guarire dai veleni, quanto piuttosto perché le stufe in porcellana tenevano meglio il calore rispetto a quelle più comuni fatte di ghisa.

Nel 1780, il chimico Gadolin aveva vent’anni, venne aperta una miniera di materiali utili per la produzione di porcellana a Ytterby, una località a circa venti chilometri da Stoccolma. Questa miniera sarà la fortuna dello scienziato. Sì, perché quella miniera, sfruttata per la produzione della porcellana, in realtà forniva materiali che durante alcune fasi di lavorazione, e in particolari quelle che prevedevano un forte riscaldamento, magicamente iniziavano a mostrare colorazioni bizzarre e affascinanti.

La cosa era di interesse per gli scienziati, ovviamente, così il nostro Gadolin fu il punto di riferimento per molti collezionisti e curiosi che gli portavano campioni di materiali estratti da quella cava in cerca di suo eminente parere. Gadolin ebbe quindi il modo di avere un costante afflusso di campioni da studiare (sarebbe il paradiso per molti studiosi di adesso!) e così, forse per passatempo, si mise alla ricerca di elementi allora sconosciuti.

Quelle colorazioni indotte dal riscaldamento erano dovute alla presenza di elementi lantanoidi, cioè quegli elementi chimici che fanno parte del gruppo dei lantanidi, (i 14 elementi che seguono il lantanio col numero atomico dal 57 nel sistema periodico). Questi elementi, a causa della loro complicata configurazione elettronica, sono in grado di emettere luce di fluorescenza in seguito all’assorbimento di energia, come appunto quella ricevuta per riscaldamento. Cause geologiche hanno comportato che questi elementi, che hanno tutti un comportamento chimico molto simile tra di loro, si concentrassero nella zona scandinava. Erosioni principalmente dovute alle glaciazioni hanno fatto poi sì che questi elementi in parte tendessero a riemergere. E da qui, appunto, la scoperta del giacimento.

Grazie a quella cava, Molti elementi chimici lantanoidi vennero scoperti e i loro nomi ne fanno memoria senza troppa fantasia: Itterbio, Terbio, Erbio, Ittrio. Finiti di tagliare lettere all’originale nome della miniera senza sconfinare nel cacofonico, l’Olmio venne battezzato in onore di Stoccolma (Stock-Holm) e il Tulio per riprendere un antico nome Romano (Thule) che indicava una leggendaria terra associabile all’odierna Scandinavia. Il gadolinio deve il suo nome al chimico Johan, anche se fu individuato e isolato da vari altri chimici. I lantanidi hanno proprietà particolarissime dovute al gran numero di elettroni. Lo stesso gadolinio, per esempio, viene utilizzato per preparare complessi usati come mezzo di contrasto intravenoso nell’imaging a risonanza magnetica (MRI) a scopo diagnostico. Tra questi spicca il famoso acido gadopentetico, un bel complesso di gadolinio con ligandi chelanti, famoso, in effetti, forse per i soli addetti ai lavori!

Ma, come già detto, sono le proprietà ottiche quelle che rendono i lantanidi veramente interessanti tant’è che vengono utilizzati per modulare le proprietà fotofisiche dei semiconduttori. Se lo stesso gadolinio veniva utilizzato per preparare i fosfori dei televisori, l’europio (dopo tanti lantanidi battezzati con termini riecheggianti Scandinavia, finalmente un attimo di europeismo!) è un altro ottimo esempio di come le proprietà fotofisiche di nuovi materiali possano essere utilizzati in maniera pratica nella vita di tutti i giorni. L’europio, infatti, viene utilizzato per produrre i pigmenti anti-contraffazione delle euro-banconote. Provate a illuminare queste banconote con una lampada all’ultravioletto, (come ad esempio quelle abbronzanti oppure quelle per gli smalti permanenti o ancora quelle che si usano in discoteca) e vedrete l’effetto spettacolare della fluorescenza di questi pigmenti. Magicamente, o meglio in maniera del tutto studiata, le stelline sulle banconote iniziano a brillare e fasce colorate con screziature colorate dal rosso al blu appaiono. Questo è un mezzo per riconoscere una banconota falsa da una vera: una banconota falsa difficilmente presenterà questa caratteristica. La composizione di questi pigmenti è infatti tenuta rigorosamente segreta dalla BCE ed è molto difficile e costoso (quindi sconveniente) trattare banconote false con materiali simili per metterle in circolazione. E’ la perenne partita a guardia e ladri tra chimici, cioè tra quelli che cercano di falsificare e quelli che escogitano metodi anti-falsificazione. Ma questa volta gli elementi di quella miniera nella fredda Svezia sembra abbiano dato una mano generosa alle guardie…