Supercondutor bate recorde de temperatura depois de 30 anos

Recorde de supercondutividade

Uma equipe da Universidade de Houston e do Centro de Supercondutividade do Texas, ambos nos EUA, quebraram o recorde de temperatura para supercondutividade à pressão ambiente que já durava mais de três décadas.

Depois da decepção com a desmentida descoberta de um supercondutor à temperatura ambiente, há pouco mais de dois anos, a comunidade científica se voltou novamente para os progressos lentos, mas mais seguros, de tornar os supercondutores viáveis a temperaturas cada vez menos frias.

Rohit Prasankumar e seus colegas sintetizaram um supercondutor que apresentou uma temperatura de transição (Tc) de -122 ºC (151 K) sob pressão ambiente, a mais alta já registrada para todos os supercondutores sob pressão ambiente desde a descoberta da supercondutividade, em 1911.

A temperatura de transição é o ponto abaixo do qual um material se torna supercondutor, o que significa que a eletricidade pode fluir através dele sem resistência. Supere essa temperatura e o material volta a se comportar como um condutor comum.

Aumentar essa temperatura tem sido um dos principais objetivos da pesquisa em supercondutividade há décadas. Quanto mais os cientistas conseguirem aproximar a Tc da temperatura ambiente, mais práticas e acessíveis as tecnologias supercondutoras poderão se tornar. Para se ter uma ideia, apenas transportar a eletricidade da usina para sua casa resulta em perdas que podem chegar a 8% considerando apenas o efeito Joule, que é o aquecimento dos cabos pela passagem da corrente devido à resistência elétrica.

Além de melhorar a eficiência das redes elétricas, supercondutores permitirão construir sistemas avançados de imagem médica, tecnologias de energia de fusão nuclear e desenvolver eletrônicos mais rápidos. No entanto, os supercondutores conhecidos até agora precisam ser resfriados a temperaturas extremamente baixas, o que os torna caros e difíceis de usar.

Supercondutores de alta temperatura

Quando foi descoberta, a supercondutividade só ocorria perto do zero absoluto (-273,15 ºC, ou 0 K). Então, em 1987, uma descoberta marcante revelou que um material chamado YBCO atinge a supercondutividade a -180 °C (93 K), dando início à corrida mundial para o desenvolvimento de supercondutores de alta temperatura.

Posteriormente, em 1993, foi descoberta uma cerâmica de óxido de cobre à base de mercúrio, conhecida como Hg1223, que apresenta supercondutividade a até -140 °C (133 K). Essa cerâmica vinha mantendo o recorde de Tc à pressão ambiente desde então.

Agora, a equipe aumentou esse valor em 18 °C, chegando a -122 ºC (151 K).

Esse avanço foi possível graças a uma técnica conhecida como têmpera por pressão, uma nova abordagem para supercondutores, embora comumente usada em outras áreas, como no cultivo de diamantes industriais. Nesse método, uma pressão intensa é aplicada ao material para otimizar suas propriedades supercondutoras e elevar sua temperatura de transição.

Enquanto o material está sob pressão, ele é resfriado a uma temperatura específica e a pressão é liberada rapidamente, “fixando” as propriedades supercondutoras aprimoradas. Usando esse método, os pesquisadores conseguiram preservar a Tc mais alta mesmo após a remoção da pressão, permitindo que o material permanecesse estável em condições normais.

“A supercondutividade à temperatura ambiente tem sido vista como o ‘santo graal’ pelos cientistas há mais de um século,” disse Prasankumar. “Nossos resultados mostram que esse objetivo está mais próximo do que nunca. No entanto, a distância entre o novo recorde estabelecido neste estudo e a temperatura ambiente ainda é de cerca de 140 graus Celsius. Reduzir essa diferença exigirá esforços conjuntos e intencionais de toda a comunidade científica, incluindo cientistas de materiais, químicos e engenheiros, bem como físicos.”