La superconductividad a temperatura ambiente ha sido una palabra de moda en la ciencia de los materiales durante décadas, pero ahora finalmente puede ser una realidad, con el potencial de revolucionar la forma en que usamos la electricidad.
Una gran cantidad de la energía que producimos se desperdicia debido a la resistencia eléctrica, que genera calor. Pero en un material superconductor, la corriente eléctrica puede fluir sin resistencia, lo que significa que estas pérdidas no ocurren.
Esta propiedad ha hecho que estos materiales sean extraordinariamente buscados , pero hasta ahora hacerlos funcionar ha requerido temperaturas muy bajas y presiones extremadamente altas.
"Si tuviera un superconductor a temperatura ambiente que pudiera desplegar a presión atmosférica, podría imaginar una gran cantidad de aplicaciones a gran escala", dice M. Brian Maple de la Universidad de California en San Diego. "Solo me temo que la ciencia de los materiales podría ser tan difícil que es posible que no pueda obtener un superconductor que funcione lo suficientemente bien para esas aplicaciones".
Ahora, Ranga Dias de la Universidad de Rochester, Nueva York, y sus colegas han resuelto la mitad de este problema. El equipo fabricó un superconductor triturando carbono, azufre e hidrógeno entre dos diamantes a una presión de aproximadamente el 70 por ciento de la que se encuentra en el centro de la Tierra y a una temperatura de alrededor de 15 ° C. Esa es la temperatura más alta a la que se ha medido la superconductividad, y la primera que razonablemente se puede llamar temperatura ambiente.
Se espera que el hidrógeno metálico sólido por sí solo sea superconductor, pero es increíblemente difícil de fabricar porque requiere una presión extraordinaria . Los investigadores encontraron que agregar carbono y azufre al hidrógeno hace que se comporte como si estuviera a una presión más alta de lo que realmente está.
"Supongamos que está en una habitación y tiene cuatro paredes, una forma en que puede comprimirse es acercar las paredes cada vez más, pero también puede mantener el mismo tamaño de habitación y agregar 10 personas a la habitación, aún así siéntete apretado ”, dice Dias. En este experimento, agregar carbono y azufre al hidrógeno es como agregar más personas a la habitación: actúa para precomprimir químicamente el hidrógeno.
Una vez que Dias y su equipo encontraron que la resistencia eléctrica de su material llegó a cero a 15 ° C, realizaron varias otras pruebas para confirmar que realmente era superconductor, como asegurarse de que bloqueara los campos magnéticos . “Estos son experimentos muy completos, básicamente lo lograron: cuando miras los datos, es impresionante verlos”, dice Shanti Deemyad de la Universidad de Utah. "Esto va a sacudir el campo".
Sin embargo, aún quedan preguntas. Por ejemplo, a pesar de saber que el material superconductor está hecho de carbono, azufre e hidrógeno, no sabemos cómo se unen esos elementos. “No es raro en este tipo de investigación tener un experimento sin conocer la estructura”, dice Eva Zurek de la Universidad Estatal de Nueva York en Buffalo. Se necesitará más trabajo teórico para hacer coincidir el comportamiento del material con modelos de varios compuestos y descubrir qué es exactamente, dice.
Dias y sus colegas ahora están trabajando para producir su material a presiones más bajas. “Tomemos el diamante: es una forma de carbono de alta presión, pero hoy en día se puede cultivar en un laboratorio con técnicas de deposición química”, dice Dias. "Solía requerir alta presión, pero ahora podemos cultivarlo; es posible que podamos hacer algo similar con los superconductores".
El hecho de que este compuesto tenga tres elementos diferentes, mientras que otros superconductores han tendido a contener solo uno o dos, lo hace más ajustable, lo que, según Dias, ayudará en el esfuerzo de hacerlo funcionar a presiones más bajas.
Si eso se puede lograr, este material podría usarse en aplicaciones que van desde la computación cuántica hasta la construcción de mejores máquinas de resonancia magnética para reducir drásticamente el desperdicio de energía de la transmisión de electricidad. “Si pudiéramos fabricar cables superconductores que no tuviéramos que enfriar, en principio podríamos reemplazar toda la red eléctrica”, dice Zurek. "Eso sería una verdadera revolución".
Fuente: newscientist