Cos'è il litio?

Il metallo più leggero conosciuto può anche alleggerire il tuo umore. Il litio, numero atomico 3, è un elemento dai molti usi. È utilizzato nella fabbricazione di aeromobili e in alcune batterie. Viene anche utilizzato nella salute mentale: il carbonato di litio è un trattamento comune del disturbo bipolare, che aiuta a stabilizzare gli sbalzi d'umore selvaggi causati dalla malattia. 

Il litio ha una storia di scoperta appariscente - letteralmente. Un naturalista e statista brasiliano, Jozé Bonifácio de Andralda e Silva, scoprì il minerale petalite (LiAISi4O10) sull'isola svedese di Utö negli anni 1790, secondo la Royal Society of Chemistry (RSC). Il minerale è di colore da bianco a grigio, ma quando viene gettato nel fuoco, diventa cremisi brillante. 

Nel 1817, il chimico svedese Johan August Arfwedson scoprì che la petalite conteneva un elemento precedentemente sconosciuto. Non è stato in grado di isolare completamente il metallo, ma ha isolato uno dei suoi sali. Il nome, litio, deriva da "lithos", la parola greca che significa "pietra". 

Ci volle fino al 1855 perché qualcuno isolasse il litio: il chimico britannico Augustus Matthiessen e il chimico tedesco Robert Bunsen fecero scorrere una corrente attraverso il cloruro di litio per separare l'elemento. 

Proprietà fisiche

Secondo il Jefferson National Linear Accelerator Laboratory, le proprietà del litio sono:

• Numero atomico (numero di protoni nel nucleo): 3
• Simbolo atomico (sulla tavola periodica degli elementi): Li
• Peso atomico (massa media dell'atomo): 6,941
• Densità: 0,534 grammi per centimetro cubo
• Fase a temperatura ambiente: solido
• Punto di fusione: 356,9 gradi Fahrenheit (180,5 gradi Celsius)
• Punto di ebollizione: 2448 gradi Fahrenheit (1342 gradi Celsius)
• Numero di isotopi (atomi dello stesso elemento con un diverso numero di neutroni): 10; 2 stabile
• Isotopi più comuni: Li-7 (92,41% di abbondanza naturale), Li-6 (7,59% di abbondanza naturale)

Il cervello al litio

Il litio è un metallo speciale in molti modi. È leggero e morbido, così morbido che può essere tagliato con un coltello da cucina e così a bassa densità che galleggia sull'acqua. È anche solido a una vasta gamma di temperature, con uno dei punti di fusione più bassi di tutti i metalli e un alto punto di ebollizione. 

Come il suo collega metallo alcalino, il sodio, il litio reagisce con l'acqua in forma appariscente. La combinazione di Li e H2O forma idrossido di litio e idrogeno, che in genere esplode in una fiamma rossa. 

Il litio costituisce solo lo 0,0007 percento della crosta terrestre, secondo il Jefferson Lab, e si trova solo rinchiuso in minerali e sali. Quei sali hanno il potere di cambiare il cervello: i sali di litio sono stati i primi farmaci approvati dalla Food and Drug Administration per curare la mania e la depressione, secondo il National Institute of Mental Health.

Oggi, il carbonato di litio è il composto più spesso venduto come farmaco. Nessuno sa esattamente come funziona il litio per stabilizzare l'umore. Gli studi mostrano molteplici effetti sul sistema nervoso. Nel 2008, ad esempio, i ricercatori hanno riportato sulla rivista Cell che il litio interrompe l'attività di un recettore per il neurotrasmettitore dopamina. Sembra anche aumentare il volume del cervello, secondo uno studio del 2011 sulla rivista Biological Psychiatry (sebbene questa ricerca sia fortemente contestata).

In uno studio con i vermi, i biologi del MIT hanno scoperto che il litio inibisce una proteina chiave nel cervello dei vermi, rendendo i neuroni legati a un comportamento di evitamento dormienti. In sostanza, i vermi hanno smesso di evitare i batteri nocivi senza quella proteina. I risultati, che dovrebbero essere replicati negli esseri umani, suggeriscono che l'elemento silenzia alcuni neuroni nel cervello e potrebbe avere un effetto calmante, hanno riferito i ricercatori nel 2016 sulla rivista Current Biology.

Litio nello spazio

Il litio, così come il primo e il secondo elemento chimico più leggero (rispettivamente idrogeno ed elio), sono gli unici elementi creati alla nascita dell'universo, secondo la NASA. Tuttavia, secondo la teoria del Big Bang, l'universo dovrebbe contenere una quantità di litio tre volte superiore a quella che può essere spiegata nelle stelle più antiche, un problema chiamato problema del litio mancante. Questa scoperta del "litio mancante" è stata fatta per la prima volta negli anni '80, ha detto Pasquale Serpico, cosmologo presso il Centro nazionale per la ricerca scientifica (CNRS) e l'Università della Savoia Mont Blanc in Francia. Ha creato una "tensione", ha detto Serpico, tra ciò che i dati del Big Bang e le osservazioni delle stelle stavano dicendo ai ricercatori sull'abbondanza del litio. 

Gli astrofisici continuano a condurre ricerche per trovare questo litio "mancante" o per spiegare perché manca. Infatti, i ricercatori hanno recentemente scoperto una stella gigante che contiene 3000 volte più litio dei normali "giganti", hanno riferito nell'agosto 2018 sulla rivista Nature Astronomy. Hanno trovato due possibili spiegazioni: la stella gigante ha inghiottito il suo pianeta, assorbendo il litio a bordo; il litio potrebbe anche essersi formato all'interno della stella, raggiungendo la sua superficie prima che il calore degli strati profondi la vaporizzasse, secondo una dichiarazione sul ritrovamento.

Maggiori informazioni sul litio

• Le batterie agli ioni di litio sono la chiave per un'alimentazione leggera e ricaricabile per laptop, telefoni e altri dispositivi digitali. Secondo l'US Geological Survey, l'Argentina e il Cile hanno aumentato la loro produzione di litio del 15% ciascuno nel solo 2014 per soddisfare la crescente domanda. In tutto il mondo, la produzione è aumentata del 6% quell'anno. 
• Il litio e un altro componente della batteria, il cobalto, potrebbero scarseggiare con l'aumentare della domanda, hanno dichiarato Stefano Passerini e Daniel Buchholz, entrambi dell'Istituto Helmholtz di Ulm in Germania, in una dichiarazione che descrive la loro analisi della futura disponibilità di quegli elementi pubblicata nel 2018 sulla rivista Materiali di recensioni sulla natura. Inoltre, entrambi sono concentrati in paesi politicamente meno stabili, ha rivelato lo studio. Pertanto, i ricercatori hanno sollecitato lo sviluppo di nuove tecnologie per le batterie basate su altri elementi non tossici.
• Gli Stati Uniti hanno una miniera di litio, in Nevada, secondo l'USGS. Il Cile e l'Australia producono la maggior parte del litio al mondo.
• Il litio presente in natura nell'acqua potabile è correlato a livelli inferiori di suicidio, secondo uno studio del 2009 che evidenzia il ruolo del litio nel cervello. Ma gli psichiatri prestano attenzione nel prescrivere il litio in dosi elevate, soprattutto perché può passare attraverso la placenta e avere effetti sconosciuti sul feto in via di sviluppo.  
• Su una nota più leggera, l'elemento fa parte di spettacoli pirotecnici celebrativi: un mix di sali di litio e stronzio, insieme ad altri prodotti chimici, crea il colore rosso brillante dello spettacolo.

Risorse addizionali:

• Laboratorio nazionale di Los Alamos: litio
• Jefferson Lab: The Element Lithium
• Biblioteca nazionale di medicina degli Stati Uniti: litio (farmaco)

Questo articolo è stato aggiornato il 23 ottobre 2018 dal caporedattore Jeanna Bryner.