De vez em quando, a comunidade científica fica entusiasmada quando são encontradas pistas sobre materiais que podem ser usados como supercondutores. Não é à toa devido às enormes aplicações desses materiais e à necessidade de substituição do silício. E uma das últimas descobertas foi o promissor LK-99. No final, foi uma ligeira decepção, mas outro candidato a supercondutor foi encontrado.
Especificamente, o primeiro supercondutor “não convencional” encontrado na natureza.
Supercondutor. Em primeiro lugar, devemos lembrar que um supercondutor é um material que possui uma propriedade única chamada “supercondutividade”. Parece uma caixa e significa que, quando resfriado abaixo de uma determinada temperatura, é capaz de conduzir corrente elétrica sem resistência. Essa energia não escapa em forma de calor, portanto a eficiência é praticamente total e eles têm potencial para operar ininterruptamente.
Os supercondutores sintéticos são obtidos por dopagem e combinação de materiais para obter um que tenha as características desejadas, mas o que foi descoberto é o primeiro supercondutor não convencional da natureza. Isso significa que você não precisa usar certos truques quânticos para superconduzir elétrons em baixas temperaturas.
Miasita. A chave é um mineral descoberto na década de 1980 perto do rio Miass, na Rússia. É um composto de ródio e enxofre que possui uma estrutura cristalina cujas ligações atômicas são o que permitem essa supercondutividade. A chave é que não é necessário levar o material a uma temperatura mínima muito extrema para que ele exiba suas propriedades como supercondutor, o que facilitaria muito sua aplicação em diversos campos.
Já se sabia que a estrutura da miasita poderia funcionar como um supercondutor, mas a novidade é que um grupo de pesquisadores descobriu, após uma série de testes de laboratório, que ela possui propriedades de um supercondutor não convencional.
Por que todo esse barulho? Num supercondutor convencional, os eletrões têm uma ligação chamada “pares de Cooper”. Isso significa que, por meio de um processo de vibração da estrutura cristalina do material, os pares de elétrons ‘viajam’ juntos, transmitindo energia, mas sem resistência. Para conseguir isso, eles devem ser levados a temperaturas muito baixas.
Num supercondutor não convencional, este emparelhamento de eletrões não segue as regras dos pares de Cooper, pelo que podem operar a temperaturas um pouco mais elevadas sem perder energia para o exterior. É a estrutura da miasita e suas ligações atômicas que está sendo estudada como supercondutor. Na verdade, é único por natureza.
“Naturalmente, pensa-se que isto é algo que não pode existir na natureza. Mas acontece que sim“comenta Ruslan Prozorov, membro do Departamento de Física e Astronomia da Iowa State University.
A bagunça da pureza. Só porque um material natural pode ser usado como supercondutor não significa que ele possa ser recolhido nas montanhas e colocado em prática. Isso porque, em seu estado natural, ele não possui a pureza necessária para funcionar como um supercondutor não convencional.
Na verdade, os investigadores afirmam que é improvável que esta supercondutividade seja encontrada nos seus cristais naturais devido a estas impurezas, uma vez que por mais mínimas que sejam, destroem essa propriedade. Agora, na réplica sintética Rh 17 S 15 ( Tc = 5,4 K) essas impurezas não são encontradas e o que chama a atenção é que o que encontraram na amostra sintética possui propriedades únicas que apenas replicam aquele mineral natural que já mencionamos, a miasita.
Desbloqueando a computação quântica. A descoberta foi feita porque o grupo de cientistas tentava encontrar novos materiais para avançar em áreas que necessitam de supercondutores com determinadas propriedades, como scanners de ressonância magnética, aceleradores de partículas e, principalmente, computação quântica.
Há uma corrida no segmento de computadores quânticos e as descobertas na área de supercondutores são fundamentais para encontrar novos caminhos para avançar nesse campo, melhorando o poder de processamento desses computadores. Além disso, de acordo com Prozorov, “Descobrir os mecanismos da supercondutividade não convencional é a chave para aplicações economicamente viáveis de supercondutores“porque não é necessário realizar um processo tão complexo para que eles se comportem como tal.
De qualquer forma, continuarão as pesquisas sobre o material sintético que compartilha propriedades com a miasita para viabilizar seu uso como supercondutor. Ele não é o único, pois, apesar da decepção com o LK-99, ainda há quem ache que ele tem potencial. O Petágon, por exemplo. E a China também está experimentando um derivado dele que supostamente tem propriedades melhores.
Capa | Fotografia de D. Nishio-Hamane no Flickr
Em Xataka | Esta aplicação do grafeno tem a capacidade de acabar definitivamente com a desconfiança em relação a este material