Brasileiros criam novo material supercondutor

supercondutor brasileiro

Dois engenheiros dos materiais, Antonio Jefferson Machado e Carlos Alberto Moreira dos Santos da Escola de Engenharia de Lorena (USP) transformaram radicalmente propriedades elétricas de composto metálico ao inserirem átomos de elementos mais leves, como o boro, carbono e nitrogênio, entre  os átomos que formam sua rede cristalina. Utilizando uma técnica conhecida como dopagem intersticial, já criaram aproximadamente 30 novos materiais supercondutores desde 2003.
A descoberta do mais promissor deste supercondutor foi anunciada em junho de 2012 em artigo publicado no Journal of Applied Physics. Neste artigo, os pesquisadores de Lorena, junto com o engenheiro de materiais Ausdinir Bortolozo, da Universidade Federal de Itajubá, e os físicos Renato Jardim, da USP, e Flávio Gandra, da Universidade Estadual de Campinas, descreveram o ocorre ao adicionar pequenas quantidades de carbono na fabricação de um composto metálico já conhecido, o Nb5Ge3, que desde 2007 era pouco interessante para a ciência dos materiais por se tornar supercondutor a uma temperatura de -272°C, considerada muito baixa. “O comportamento elétrico do material dopado mudou completamente”, diz Machado, que já tem resultados preliminares de outras dopagens bem-sucedidas do Nb5Ge3, usando outros seis elementos químicos.
Utilizando o carbono, o material passa a ser supercondutor a uma temperatura de -258°C, a mais alta obtida por brasileiros e considerada muito interessante para ser trabalhada em indústria. Apesar de a temperatura ser muito baixa, ela é apenas 11°C acima do ponto de ebulição do hélio (-269,15°C), que é utilizado para resfriar materiais supercondutores para suas aplicações tecnológicas.
Segundo o físico Zachary Fisk, da Universidade da Califórnia, em Irvine, a descoberta dos brasileiros abre a possibilidade de usar a dopagem intersticial para buscar as tão sonhadas ligas metálicas supercondutoras a temperaturas mais altas. “É um desenvolvimento empolgante”, comenta.
Materiais supercondutores – são materiais que ao chegarem a sua temperatura crítica (Tc) tem sua resistividade igual à zero. Isso quer dizer que pode haver corrente elétrica sem que haja perca de energia em forma de calor. Esse fenômeno foi descoberto pelo físico holandês Heike Kamerlingh Onne em 1911 quando trabalhava com mercúrio, supercondutor abaixo de 4,2K (-268,8°C, aproximadamente). Medidas recentes mostraram que as resistividades dos supercondutores abaixo de Tc são 107 menores que a resistividade do cobre. Portanto, suas resistividades são consideradas nulas na prática.
Um ponto importante que deve ser esclarecido é: a partir do momento que um material chega a sua Tc e torna-se um material supercondutor, não há necessidade de deixar o material resfriado a essa baixa temperatura para poder manter sua propriedade supercondutora. É assim que o Japão e agora o Brasil constroem os famosos trem-bala. A linha férrea, em sua fabricação, passa por uma esteira onde é resfriado até chegar à sua temperatura crítica, tornando-se um material supercondutor; isso eleva o preço do projeto.
Superconductors
Supercondutores de alta temperatura - apesar de ser considerada alta, a temperatura não chegam nem perto do recorde mundial, em que foi utilizado material à base de óxido de cobre, que alcançaram temperaturas maiores que -196°C.
Desenvolvidos em 1986 por George Bednorz e K. Alex Müller, cientistas do IBM Zurich Research Laboratory, na Suíça. Neste trabalho relataram evidencias de supercondutividade em um óxido de bário, cobre e lantânio.
Com isso, causaram uma grande excitação na comunidade científica mundial e, em 1987, ambos os cientistas ganharam o Prêmio Nobel de Física.

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