O que é um supercondutor de alta temperatura?
Um supercondutor de alta temperatura (HTS) é um material que demonstra propriedades elétricas supercondutoras acima da temperatura do hélio no estado líquido. Acreditava-se que essa faixa de temperatura de -262 ° a -454 ° Fahrenheit (-269 ° a -270 ° Celsius) fosse o limite teórico da supercondutividade. Em 1986, no entanto, os pesquisadores americanos Karl Muller e Johannes Bednorz descobriram um grupo de compostos supercondutores de alta temperatura à base de cobre. Essas cupratas, como óxido de cobre e ítrio-bário, YBCO 7 , variações no óxido de lantânio e estrôncio, LSCO e óxido de mercúrio e cobre, HgCuO, exibiram supercondutividade em temperaturas de até -606 ° Fahrenheit (-160 ° Celsius).
A descoberta de Muller e Bednorz levou à concessão do Prêmio Nobel de física em 1987 a ambos os pesquisadores, mas o campo continuou a evoluir. O estudo em andamento em 2008 produziu uma nova classe de compostos que exibia supercondutividade, com base nos elementos de ferro e arsênico, como o LaOFeAs, óxido de lantânio e ferro-arsênico. Foi demonstrado pela primeira vez como supercondutor de alta temperatura por Hideo Hosono, pesquisador de ciência de materiais no Japão, a uma faixa de temperatura de -226 ° Celsius. Outros elementos raros misturados ao ferro, como cério, samário e neodímio, criaram novos compostos que também demonstraram propriedades supercondutoras. O recorde de 2009 para um supercondutor de alta temperatura foi alcançado com um composto feito de tálio, mercúrio, cobre, bário, cálcio, estrôncio e oxigênio combinados, o que demonstra supercondutividade a -135 ° Celsius.
O foco do campo da pesquisa de supercondutores de alta temperatura a partir de 2011 foi a engenharia de materiais de compostos melhores. Quando temperaturas de -213 ° Fahrenheit (-135 ° Celsius) foram atingidas para materiais supercondutores, isso permitiu que suas qualidades fossem examinadas na presença de nitrogênio líquido. Como o nitrogênio líquido é um componente comum e estável de muitos ambientes de laboratório e existe a uma temperatura de -196 ° Celsius, tornou os testes de novos materiais muito mais práticos e generalizados.
O benefício da tecnologia supercondutora para a sociedade convencional ainda requer materiais que possam operar perto da temperatura ambiente. Como os supercondutores não oferecem literalmente resistência ao fluxo elétrico, a corrente pode passar através do fio supercondutor quase indefinidamente. Isso reduziria as taxas de consumo de energia para todas as necessidades elétricas e tornaria esses dispositivos ultra-rápidos em comparação com a tecnologia eletrônica padrão. Ímãs poderosos ficariam disponíveis para trens de levitação magnética a preços acessíveis, aplicações médicas e produção de energia de fusão. Além disso, essas tecnologias de supercondutores podem incluir o desenvolvimento de computadores quânticos potencialmente centenas de milhões de vezes mais rápidos no processamento de dados do que aqueles que existem em 2011.