Induzindo supercondutividade e gerando esperança

Claudio Macedo
03/11/2016

Levitação de um ímã sobre um supercondutor resfriado a -196 °C. [1]
Levitação de um ímã sobre um supercondutor resfriado a -196 °C. [1]
Desde 1911, quando foi descoberto que o metal mercúrio era supercondutor em temperaturas abaixo de 4,2 K (- 268,95 °C) que se busca encontrar materiais supercondutores em temperatura e pressão ambiente.

O supercondutor é um material que pode conduzir a corrente elétrica sem resistência quando em temperaturas abaixo de um valor denominado temperatura crítica (Tc). Assim, o mercúrio tem Tc = 4,2 K e a grande busca é por materiais que tenham Tc da ordem de pelo menos 300 K (26,85 °C) à pressão ambiente.

Até o momento, os materiais encontrados com maiores valores de Tc são HgBa2Ca2Cu3O1+x com Tc = 133 K à pressão ambiente, descobertos em 1993 [2], e H2S com Tc = 203,5 K em altas pressões, obtido em 2015 [3]. Ou seja, passados mais de 100 anos, ainda estamos muito longe do sonhado valor de Tc = 300 K à pressão ambiente.

A novidade do momento é a confirmação experimental que é possível induzir supercondutividade ou aumentar o valor de Tc a partir de efeitos estruturais decorrentes da sobreposição na interface de dois materiais. Pesquisadores norte-americanos estabilizaram o composto não supercondutor CaFe2As2 em duas fases tetragonais distintas em temperatura e pressão ambiente: uma fase tetragonal colapsada não magnética e uma fase ortorrômbica antiferromagnética, dependendo da condição de recozimento. A seguir, eles observaram a ocorrência de supercondutividade na fase mista produzida na interface entre as duas camadas de fases distintas do CaFe2As2. Eles encontraram os valores Tc = 25 K à pressão ambiente e Tc = 30 K em alta pressão [4].

O resultado gera esperança de que a técnica utilizada na pesquisa passe a ser uma nova abordagem para encontrar materiais supercondutores em temperaturas mais altas, considerando, particularmente, a sua possível aplicação em materiais que já são naturalmente supercondutores visando aumentar os valores de Tc.

Como destacado no artigo “Supercondutividade recorde” a possível descoberta de materiais supercondutores em temperatura e pressão ambiente revolucionará nosso modo de vida [5]. Além de tornar acessível a todos, exames médicos, hoje muito caros, como o de imagem por ressonância magnética, e novas tecnologias, como os trens de levitação magnética, também promoverá uma importante economia de energia elétrica. Atualmente, há uma perda de cerca de 10 % da energia elétrica entre a usina geradora e o consumidor por conta da resistência elétrica dos condutores utilizados.

[1] Crédito da imagem: Julien Bobroff and Frederic Bouquet, LPS, Orsay, France [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons. URL: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Superconducting_levitation_and_candle_on_a_magnet.JPG.

[2] A Schilling et al. Superconductivity above 130 K in the Hg–Ba–Ca–Cu–O system. Nature 363, 56 (1993).

[3] AP Drozdov et al. Conventional superconductivity at 203 kelvin at high pressures in the sulfur hydride system. Nature 525, 73 (2015).

[4] K Zhao et al. Interface-induced superconductivity at ∼25 K at ambient pressure in undoped CaFe2As2 single crystals. PNAS 113, 12968 (2016).

[5] C Macedo. Supercondutividade recorde. Saense. URL: http://www.saense.com.br/2015/09/supercondutividade-recorde/. Publicado em 03 de setembro (2015).

Como citar este artigo: Claudio Macedo. Induzindo supercondutividade e gerando esperança. Saense. URL: http://www.saense.com.br/2016/11/induzindo-supercondutividade-e-gerando-esperanca/. Publicado em 03 de novembro (2016).

Artigos de Claudio Macedo     Home

Publicado por

Claudio Macedo

Claudio Macedo

Doutor em Física. Divulgador de Ciência. Professor da Universidade Federal de Sergipe (1976-2016).
Escreve sobre Temas Variados da Ciência no Saense.

Deixe uma resposta

O seu endereço de e-mail não será publicado. Campos obrigatórios são marcados com *