Dois supercondutores ficam estáveis à pressão ambiente

Redação do Site Inovação Tecnológica - 12/02/2025

A compressão lateral estabilizou a supercondutividade em um niquelato, trazendo novos insights sobre o papel do espaçamento atômico na obtenção da supercondutividade.
[Imagem: Eun Kyo Ko et al. - 10.1038/s41586-024-08525-3]

Compressão lateral

Com o sonho de um supercondutor a temperatura ambiente se desvanecendo em meio a fraudes, seguimos na expectativa de materiais que conduzam eletricidade sem resistência que pelo menos funcionem em pressão ambiente.

E acabam de ser anunciados nada menos do que dois avanços nesse sentido, envolvendo dois materiais supercondutores considerados "de alta temperatura" que funcionam sob pressão atmosférica.

Se não é algo revolucionário, abrindo caminho para redes de energia sem perdas e motores super eficientes, ao menos são passos importantes para as tecnologias quânticas e mesmo para algumas aplicações de nicho, como equipamentos de exame médico mais em conta.

Eun Kyo Ko e colegas do Acelerador SLAC e da Universidade de Stanford, nos EUA, trabalharam com a recentemente descoberta classe dos niquelatos (supercondutores à base de níquel), que são similares aos mais tradicionais cupratos (supercondutores à base de cobre).

Em vez de aplicar pressão externa, eles usaram substratos - materiais que servem de suporte para os filmes finos de La₃Ni₂O₇ - e então aplicaram uma compressão lateral, ou para os lados, forçando a estrutura atômica do niquelato a se ajustar durante o crescimento.

Isso permitiu estabilizar a supercondutividade nesses materiais à pressão ambiente pela primeira vez. A temperatura de transição supercondutora do material variou de -247 °C a -231 °C, dependendo do nível de tensão compressiva. Contudo, defeitos na proporção de niquelato e átomos de oxigênio limitam a realização de um verdadeiro estado de resistência zero, que só foi alcançado a -271 °C.

"A importância desta pesquisa está em seu potencial para expandir nossa compreensão dos supercondutores de alta temperatura," disse o professor Harold Hwang. "Ao superar as limitações das restrições de alta pressão, agora temos as ferramentas para conduzir estudos abrangentes que antes estavam fora do alcance. Este trabalho é o início de uma investigação muito mais ampla sobre esses novos materiais."

Esta técnica deverá ser útil para estudar também outros materiais.
[Imagem: University of Houston]

Resfriamento por pressão

Liangzi Deng e colegas da Universidade de Houston, também nos EUA, alcançaram outro feito inédito ao obter a supercondutividade sob pressão ambiente usando um outro material totalmente diferente, o Bi_0.5Sb_1.5Te₃, um material à base de bismuto, estrôncio e telúrio mais conhecido pela sigla BST.

Um dos destaques neste caso foi o fato de que o estado supercondutor foi obtido sem alterar a química ou a estrutura do composto.

Usando uma técnica desenvolvida recentemente pela própria equipe, chamada protocolo de resfriamento por pressão, a equipe estabilizou os estados supercondutores do BST na pressão ambiente, dispensando os aparatos especiais de alta pressão, que restringem o material estudado a amostras muito pequenas.

Isso significa que a nova técnica poderá de fato representar uma maneira totalmente nova de reter fases materiais interessantes que até agora só existiam em condições muito especiais, no interior dos aparatos de alta pressão. Isto é importante tanto para a pesquisa fundamental quanto para futuras aplicações práticas.

"Curiosamente, esse experimento revelou uma nova abordagem para descobrir novos estados da matéria que não existem originalmente na pressão ambiente ou mesmo sob condições de alta pressão," disse o professor Deng. "Isso demonstra que o protocolo de resfriamento por pressão é uma ferramenta poderosa para explorar e criar regiões não mapeadas de diagramas de fase de materiais."

Mais tópicos