O supercondutor LK-99 finalmente nos deixou com mel nos lábios. Certamente muitas das pessoas que estão lendo este artigo se lembrarão que no final de julho de 2023 houve uma notícia muito chocante: pesquisadores sul-coreanos afirmaram ter encontrado uma estrutura de apatita de chumbo dopada com cobre que supercondutividade adquirida com temperatura crítica igual ou superior a 400 kelvin (127 ºC) e pressão ambiente.
Naquele momento, a notícia se espalhou como um incêndio. E as aplicações dos supercondutores são numerosas. Podemos encontrá-los em reatores experimentais de fusão nuclear, em trens de levitação magnética, em máquinas de ressonância magnética nuclear ou em aceleradores de partículas, entre outros dispositivos de última geração. Quando um material adquire a propriedade de supercondutividade, ele é capaz de conduzir corrente elétrica sem resistência e sem qualquer tipo de perda de energia.
Parece muito bom, mas há um problema: para que esta propriedade surja é necessário submeter o material candidato a uma temperatura crítica extremamente baixa. As bobinas que fazem parte do motor magnético do reator experimental de fusão nuclear JT-60SA, localizado em Naka (Japão), foram resfriadas com sucesso nos primeiros testes até atingirem 4,8 Kelvin (-268 ºC). E os ímãs de nióbio e estanho (ou nióbio e titânio) do ITER (Reator Experimental Termonuclear Internacional) terá que ser resfriado com hélio supercrítico para adquirir a supercondutividade desejada.
Este candidato parece bom, mas ainda há algumas pontas soltas
Em agosto do ano passado, apenas um mês depois que o supercondutor LK-99 viu a luz, um balde de água fria foi derramado sobre todos nós que seguíamos ansiosamente seu rastro. Inúmeros laboratórios espalhados por todo o planeta tentavam replicar o experimento realizado pelos pesquisadores sul-coreanos. Dois deles foram o prestigiado Laboratório Nacional Argonne, nos Estados Unidos, e a Universidade de Ciência e Tecnologia Huazhong, na China. E finalmente nenhum deles corroborou a experiência de Sukbae Lee, Ji-Hoon Kim e Young-Wan Kwon, os cientistas sul-coreanos.
Este derivado do LK-99 provavelmente adquire supercondutividade a 250 Kelvin e à pressão ambiente.
Apesar deste revés, algumas instituições científicas continuaram a explorar esta promissora linha de investigação. O Escritório de Pesquisa Naval dos Estados Unidos concedeu uma doação de US$ 100 mil a uma equipe científica da Universidade Chapman (EUA) com o objetivo de financiar pesquisas em elementos supercondutores à temperatura ambiente. No entanto, o resultado mais promissor acaba de ser revelado na China. E dois dos laboratórios que há vários meses tentam replicar a experiência dos cientistas sul-coreanos parecem ter tido sucesso.
Ainda é muito cedo para aceitar os seus resultados. Deve ainda necessariamente ser replicado por outras instituições científicas, embora neste momento pareça ter sido realizado com sucesso por dois laboratórios diferentes na China. A priori é um sinal claro que nos diz que vale a pena levar a sério. Em qualquer caso, estes cientistas chineses optaram por ser cautelosos no artigo científico em que divulgaram o seu resultado. Presumivelmente, o que conseguiram foi obter um material que adquire supercondutividade a uma temperatura de 250 kelvin (-23,15 ºC) e à pressão ambiente. Estas são precisamente as qualidades que um supercondutor deve ter à temperatura ambiente.
Este não é o primeiro material a adquirir supercondutividade na órbita de 250 Kelvin. No entanto, é o primeiro a fazê-lo sob pressão ambiental. E não há dúvida de que esse recurso faz a diferença. Como mencionei algumas linhas acima, esses pesquisadores chineses Eles preferiram permanecer cautelosos ao falar em seu artigo sobre “o suposto surgimento da supercondutividade”. Nestas circunstâncias, não podemos considerar as suas conclusões definitivas até que a sua experiência seja replicada e apoiada por outros laboratórios científicos nas mesmas condições ambientais.
Este promissor derivado do LK-99 depende de uma estrutura de apatita de chumbo dopada com cobre e enxofre
Em qualquer caso, há uma diferença muito importante entre o LK-99 originalmente proposto por investigadores sul-coreanos e a variante que estes cientistas chineses desenvolveram: este último material assenta numa estrutura de apatite de chumbo dopada com cobre e enxofre. Este último elemento químico não estava presente no LK-99 original e é presumivelmente, em certa medida, responsável pelas suas propriedades físico-químicas peculiares. Interessante, certo?
Veremos o que acontece no final, mas provavelmente teremos mais informações no início do próximo mês de março durante a celebração do March Meeting 2024 da American Physical Society, uma das conferências de física mais importantes do mundo. Continuaremos contando a você.
Imagem da capa: Julien Bobroff, Frederic Bouquet, Jeffrey Quilliam, LPS, CC BY-SA 3.0
Mais informações: arXiv | Christian Keil
Em Xataka: Esta aplicação do grafeno tem a capacidade de acabar definitivamente com a desconfiança em relação a este material