A supercondutividade em temperatura ambiente é o sonho de todo o cientista que trabalha com matéria condensada ou engenheiro que trabalha com alguma coisa que necessita da condução perfeita de eletricidade – ou da indústria de eletrônicos, que se beneficia grandemente com a supercondutividade. E um grupo de físicos acaba de alcançar esse importante marco, em um estudo descrito na Nature.
Supercondutores são materiais que conduzem a eletricidade de forma quase perfeita – sem perda alguma. Você já notou que quando utiliza algum equipamento que demanda muita energia por bastante tempo – como um chuveiro, ou uma furadeira -, os cabos de energia esquentam? O aquecimento é uma das formas de perda de energia com a resistência. Em um supercondutor isso não ocorre. Eles também podem revolucionar o transporte, ajudando no desenvolvimento de trens por levitação eletromagnética.
A busca pelo condutor perfeito
Descoberta em 1911, desde então a supercondutividade é um dos principais campos de pesquisa na física de matéria condensada. No entanto, tamanho é o desafio que até hoje os cientistas precisavam resfriar os supercondutores, mesmo mais de um século após a descoberta. Outro ponto necessário são as altas pressões. Mas ninguém conseguiu solucionar isso ainda.
Em 2019, cientistas conseguiram a supercondutividade a -23° Celsius. Já é um resultado muito bom, em comparação com as temperaturas próximas ao zero absoluto (-273° C). No entanto, ainda impraticável para a utilização em larga escala. Já a supercondutividade à temperatura ambiente abrirá as portas em um futuro não muito distante.
“Por causa dos limites da baixa temperatura, materiais com propriedades tão extraordinárias não transformaram o mundo da maneira que muitos poderiam imaginar”, diz Ranga Dias, do Departamento de Física e Astronomia da University of Rochester em um comunicado de imprensa. “No entanto, nossa descoberta quebrará essas barreiras e abrirá as portas para muitas aplicações potenciais”.
No entanto, mesmo que já não seja necessário o resfriamento, ainda há muito progresso a ser feito – a não ser que você utilize a supercondutividade só no outono e inverno dos países de alta latitudes. O supercondutor desenvolvido pela equipe funciona apenas até os 15°C – temperatura rara em países como o Brasil, e poucos lugares atingem isso durante a primavera e verão.
Além disso, o novo supercondutor ainda necessita de altas pressões para o funcionamento. Não é como um fio de cobre, que você liga, solda e utiliza.
A busca pelo material perfeito
Sabemos que os melhores condutores – térmicos e elétricos – do dia a dia estão no grupo dos metais. No entanto, embora cobre e ferro também estejam na lista, a supercondutividade a temperatura ambiente é bastante cogitada com o hidrogênio – leve, abundante e resistente.
“Para ter um supercondutor de alta temperatura, você quer ligações mais fortes e elementos leves. Esses são os dois critérios básicos ”, explica Dias. “O hidrogênio é o material mais leve e a ligação de hidrogênio é uma das mais fortes”.
Mas, como sabemos, o hidrogênio é um gás às nossas pressões e temperaturas. Em locais como o núcleo de Júpiter, torna-se o que chamamos de hidrogênio metálico, um esplendoroso condutor, mas alguns dizem que nunca foi de fato confirmado em laboratório, embora alguns cientistas reivindiquem a criação. A criação mais promissora ocorreu em 2017, por cientistas da Harvard University.
Nessa descoberta, no entanto, os cientistas não utilizaram apenas o hidrogênio. Eles utilizaram uma combinação de hidrogênio, carbono e enxofre, o hidreto de enxofre carbonáceo. Embora a temperatura seja promissora – 15°C -, eles precisaram de uma pressão equivalente a cerca de 2,6 milhões de atmosferas da Terra – algo bastante esmagador.
As novas etapas, portanto, focarão na redução de pressão, além de tentativas de aumentar a temperatura, e possibilitar uma utilização global do material.
O estudo foi publicado na revista Nature. Com informações de Science Alert, Nature News e University of Rochester.
