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Gli elementi delle terre rare – metalli come neodimio, cerio, itterbio ed europio – appartengono principalmente alla serie dei lantanidi nella tavola periodica. Nonostante il nome, molti di questi elementi sono in realtà piuttosto abbondanti. Le loro proprietà fisiche e chimiche uniche li rendono indispensabili nella medicina, nell'elettronica di consumo, nella ricerca scientifica e nell'industria avanzata.
Le leghe di ferro combinate con i metalli delle terre rare creano alcuni dei magneti permanenti più potenti oggi disponibili. Neodimio, olmio e samario sono spesso utilizzati in queste leghe, consentendo la produzione di magneti piccoli e leggeri che alimentano i motori elettrici ad alte prestazioni nei veicoli ibridi e nell’ultima generazione di droni di consumo. Lo straordinario magnetismo deriva dagli elettroni spaiati nella struttura atomica di questi metalli.
I composti delle terre rare eccellono anche nelle applicazioni relative all'emissione di luce e al colore. Il solfuro di cerio, ad esempio, produce un pigmento rosso vibrante che funge da alternativa più sicura ai coloranti a base di cadmio. L'europio è ampiamente utilizzato nelle tecnologie di visualizzazione per generare pixel rossi brillanti, mentre il praseodimio e il terbio forniscono emissioni verdi e blu nei fosfori.
Le terre rare sono alla base di componenti critici nell’elettronica moderna. Le leghe di nichel-lantanio migliorano la densità energetica delle batterie ricaricabili. Le lenti a base di lutezio vengono utilizzate nella produzione di circuiti integrati ad alta densità e i cavi in fibra ottica drogati con erbio trasmettono segnali laser su grandi distanze con una perdita minima.
Gli isotopi radioattivi delle terre rare sono strumenti potenti in oncologia. Il samario‑153 emette radiazioni beta che colpiscono selettivamente le cellule tumorali ossee, fornendo benefici sia terapeutici che palliativi. L'ittrio‑90 fornisce radiazioni mirate per il trattamento del cancro al fegato. Queste applicazioni illustrano il potenziale salvavita della chimica delle terre rare.
