Cientistas alcançam a supercondutividade em temperatura ambiente

Cientistas alcançam a supercondutividade em temperatura ambiente

Descoberta em 1911, a supercondutividade d aos materiais duas propriedades essenciais: quase nenhuma resistncia eltrica e expele o campo magntico expelido. Por isso, eletroms supercondutores so componentes crticos de trens maglev, mquinas de imagem por ressonncia magntica, aceleradores de partculas e at supercomputadores qunticos.

Porm, para serem usados, materiais supercondutores geralmente precisam estar em temperaturas extremamente baixas – o que torna sua manuteno muito cara, restringindo o alcance dos seus benefcios. Porm, cientistas criaram um material misterioso que parece conduzir eletricidade sem qualquer resistncia a temperaturas de at cerca de 15C.

H, entretanto, uma limitao sria: este material s sobrevive sob presses extremamente altas, aproximando-se daqueles no centro da Terra. Isso elimina qualquer aplicao prtica imediata para o supercondutor – mas a comunidade cientfica espera que a descoberta (detalhada em um artigo publicado na Nature) possa abrir caminho para o desenvolvimento de materiais com resistncia zero que podem funcionar em presses mais baixas.

CRCC/ Divulga

Trem chinsque usa levitao magntica regular, tambm conhecido como maglev e consegue transportar passageiros a velocidades de at 600 km/h. Imagem: CRCC/Divulgao

O material foi criado por engenheiros e fsicos da Universidade de Rochester, nos Estados Unidos, comprimindo-se slidos moleculares simples de carbono e enxofre com hidrognio a presses extremamente altas. Para atingir essa meta, os cientistas submeteram as amostras a uma presso de 39 milhes de PSI (mais de 2,6 milhes de vezes a da atmosfera terrestre). Fazer isso exigiu colocar o material numa prensa entre dois diamantes sintticos, num arranjo conhecido como “bigorna de diamantes”.

O pesquisador-chefe da equipe, o fsico Ranga Dias, diz que desenvolver materiais supercondutores o “Santo Graal” da fsica da matria condensada. “Esses materiais podem mudar o mundo como o conhecemos”, afirma Dias, “por causa dos limites da baixa temperatura, materiais com propriedades to extraordinrias no transformaram o mundo da maneira que muitos poderiam imaginar. No entanto, nossa descoberta quebrar essas barreiras e abrir a porta para muitas aplicaes potenciais”, completa o fsico.

Universidade de Harvard/Divulga

Hidrognio metlico em uma “bigorna de diamantes”. Imagem:Universidade de Harvard/Divulgao

O prximo desafio dos pesquisadores encontrar maneiras de criar os materiais supercondutores em presses mais baixas, de forma que sejam econmicos para produo em larga escala. A temperatura mais alta para um material supercondutor alcanada anteriormente foi de -13C, usando superidrido de lantnio.

“Para ter um supercondutor de alta temperatura, voc quer ligaes mais fortes e elementos leves. Esses so os dois critrios bsicos”, explica Dias. “O hidrognio o material mais leve e a ligao de hidrognio uma das mais fortes. Acredita-se que o hidrognio metlico slido tenha alta temperatura e um forte acoplamento eltron-fnon, necessrio para a supercondutividade temperatura ambiente”, completa o pesquisador.

No entanto, presses extraordinariamente altas so necessrias apenas para obter o hidrognio puro em um estado metlico – o que foi alcanado pela primeira vez em um laboratrio em 2017 pelo professor da Universidade de Harvard Isaac Silvera, em parceria com o prprio Dias.

Via: Nature

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