Supercondutividade flagrada quase a temperatura ambiente

Redação do Site Inovação Tecnológica -  23/01/2019

Estrutura da bigorna de diamante (esquerda) e micrografia da liga de lantânio e hidrogênio (direita).[Imagem: Maddury Somayazulu et al. - 10.1103/PhysRevLett.122.027001]

Supercondutividade a temperatura ambiente

Pesquisadores deram um passo importante para alcançar um dos objetivos mais procurados da física: a supercondutividade a temperatura ambiente.

Maddury Somayazulu e colegas da Universidade George Washington, nos EUA, flagraram a supercondutividade à temperatura de meros -13,15º C (260 K).

Em experimentos subsequentes, eles observaram a transição para a supercondutividade ocorrendo em temperaturas ainda mais altas, acima de zero, a 6,85º C (280 K).

A supercondutividade é a ausência de resistência elétrica e é observada em muitos materiais quando eles são resfriados abaixo de uma temperatura crítica, tipicamente muito baixa, por volta de -180º Celsius, o que limita sua aplicação.

Como a resistência elétrica torna um sistema ineficiente, eliminar ao menos parte dessa resistência utilizando supercondutores de temperatura ambiente permitiria a geração, transmissão e uso de eletricidade mais eficientes.

Supercondutividade sob pressão

A chave para essa descoberta foi a criação de um composto metálico rico em hidrogênio a pressões muito, muito altas: cerca de 2 milhões de atmosferas. Os pesquisadores usaram uma bigorna de diamante, um aparelho usado para criar altas pressões, para juntar minúsculas amostras de lantânio (La) e hidrogênio (H), produzindo grandes mudanças na estrutura do material, que resultou na criação de uma nova estrutura, LaH10.

Apesar de exigirem resfriamento criogênico, os cabos supercondutores já têm utilização prática na transmissão de energia e em laboratórios como o LHC. [Imagem: Best Paths/Divulgação]

Mantendo a amostra em altas pressões, a equipe observou mudanças reprodutíveis em suas propriedades elétricas. Em especial, foram registradas quedas significativas na resistividade quando a amostra foi esfriada a cerca de -13º C, apresentando evidências de supercondutividade em temperatura próxima à ambiente.

Infelizmente, o material precisa ser mantido também a algo entre 180 e 200 gigapascais de pressão. Contudo, embora isso signifique que ainda podemos estar longe de aplicações práticas desse novo supercondutor, a descoberta confirma que a supercondutividade a temperatura ambiente é mesmo possível.

"Acreditamos que este é o começo de uma nova era na supercondutividade. Examinamos apenas um sistema químico - a terra rara lantânio mais hidrogênio. Existem estruturas adicionais nesse sistema, mas, mais significativamente, existem muitos outros materiais ricos em hidrogênio como este, com diferentes composições químicas, para explorar. Estamos confiantes de que muitos outros hidretos - ou super-hidretos - serão encontrados com temperaturas de transição ainda mais altas sob pressão," disse o professor Russell Hemley.

• A supercondutividade que quer sair do frio

Bibliografia:

Evidence for Superconductivity above 260 K in Lanthanum Superhydride at Megabar Pressures
Maddury Somayazulu, Muhtar Ahart, Ajay K. Mishra, Zachary M. Geballe, Maria Baldini, Yue Meng, Viktor V. Struzhkin, Russell J. Hemley
Physical Review Letters
Vol.: 122, 027001
DOI: 10.1103/PhysRevLett.122.027001