Você pode ter se deparado com a última palavra da moda na televisão, no rádio ou em seus materiais de leitura: a descoberta, por um grupo de pesquisadores sul-coreanos, de um material supercondutor com propriedades excepcionais e inovadoras. Mas o que é exatamente um supercondutor e por que poderia ter o potencial de revolucionar o mundo?
Para começar, é fundamental compreender que um supercondutor é uma substância capaz de conduzir eletricidade. Qualquer material que ofereça resistência mínima ao fluxo de carga elétrica se enquadra na categoria de condutores. Normalmente, contamos com materiais como ouro, prata, alumínio, estanho ou cobre como condutores primários de corrente elétrica, entre outros.
O desafio está na frase “oferece resistência mínima”. Isso indica que uma parte da eletricidade que passa por esses materiais condutores se dissipa na forma de calor. Em termos de resistência, a prata lidera o pacote como o condutor com menor resistência, seguida pelo ouro e pelo cobre.
O que é um supercondutor?
Um supercondutor é um material que possui a capacidade única de conduzir corrente elétrica sem absolutamente nenhuma resistência, resultando em perda zero de energia. Esta propriedade notável foi descoberta pela primeira vez pelo físico holandês Heike Kamerlingh Onnes em 1911.
Em total contraste com os condutores “normais”, os supercondutores exibem resistência elétrica zero. Isto significa que a corrente elétrica pode fluir através de um material supercondutor indefinidamente, sem a necessidade de uma fonte de energia contínua. Esta propriedade é semelhante ao ferromagnetismo ou ao comportamento dos ímãs puros, que podem atrair elementos ferrosos sem a necessidade de indução elétrica.
Os materiais supercondutores podem ser categorizados em dois tipos principais:
1. Tipo I: Esses materiais não permitem que um campo magnético externo os penetre sem um gasto substancial de energia. Eles podem sofrer uma transição repentina para um estado não supercondutor se a temperatura crítica for excedida.
2. Tipo II: Também conhecidos como “supercondutores imperfeitos”, esses materiais permitem que o campo magnético penetre através de canais chamados “vórtices de Abrikosov” ou “fluxons”.
Uma característica intrigante dos supercondutores é o seu potencial para propriedades adicionais, como a levitação. Essa característica abre inúmeras possibilidades de aplicações práticas e inovações envolvendo esses materiais.
Principais problemas dos supercondutores
Embora o conceito de supercondutores seja imensamente promissor, existem desafios significativos associados à sua aplicação prática. Os principais problemas dos supercondutores incluem:
Temperatura: Os supercondutores normalmente requerem temperaturas extremamente baixas, variando de cerca de -100 ºC ao zero absoluto (0 ºK / -273.15 °C / -459.67 °F) para exibir suas propriedades supercondutoras. Esta limitação torna-os impraticáveis para muitas aplicações diárias, uma vez que a manutenção de temperaturas tão baixas pode consumir muita energia e ser dispendiosa.
Pressão: Alguns supercondutores que operam em temperaturas mais altas necessitam de pressões extremamente altas para funcionar de maneira eficaz. Isto pode constituir um obstáculo substancial à sua utilização prática, uma vez que criar e manter tais pressões pode ser tecnicamente desafiante e dispendioso. Em alguns casos, são necessárias pressões de cerca de 100,000 atmosferas terrestres.
custos: Desenvolver, fabricar e utilizar supercondutores de maneira eficaz é um processo lento e caro. Os materiais e tecnologias envolvidos na investigação e aplicação da supercondutividade podem ser proibitivamente dispendiosos, dificultando a sua adoção generalizada.
Sem dúvida, os principais desafios que precisam ser enfrentados são os requisitos de temperatura e pressão. O desenvolvimento de supercondutores que possam operar a temperaturas mais acessíveis e sob condições atmosféricas padrão reduziria significativamente os custos e abriria uma infinidade de aplicações potenciais em vários setores e ambientes. Superar esses obstáculos é essencial para desbloquear todo o potencial dos supercondutores no uso prático diário.
LK-99 é o supercondutor definitivo?
Os principais desafios enfrentados pelos supercondutores residem nos seus requisitos operacionais de temperatura e pressão. Após esses obstáculos, o foco muda para o desenvolvimento de métodos para produção em massa e redução de custos de fabricação.
Recentemente, uma equipe de pesquisadores sul-coreanos revelou um candidato promissor conhecido como supercondutor LK-99. Este material é um composto de minerais lanarquita e fosfeto de cobre.
O que diferencia o LK-99 é a sua notável propriedade supercondutora, que permanece intacta em temperaturas tão altas quanto 127ºC e sob pressão atmosférica padrão. Sob estas condições normais, o material apresenta resistência zero e até demonstra levitação magnética. Surpreendentemente, alcançar essas propriedades envolve um processo de fabricação relativamente simples.
No entanto, uma desvantagem significativa é que, em temperaturas elevadas, o LK-99 pode ter dificuldade para transportar correntes elétricas substanciais. Esta limitação pode representar desafios em diversas aplicações práticas.
Numerosas equipas científicas em todo o mundo estão agora a trabalhar diligentemente para validar esta descoberta inovadora. É importante notar que qualquer descoberta significativa deve ser submetida ao escrutínio de outros grupos de cientistas em condições semelhantes.
Atualmente, os dados disponíveis parecem ser consistentes e as simulações iniciais sugerem a validade da descoberta. No entanto, é crucial que diferentes grupos de pesquisa sintetizem e testem rigorosamente o material. Caso as suas propriedades sejam confirmadas, isto poderá potencialmente levar a um Prémio Nobel instantâneo, como observou um Doutor em Química Orgânica da Universidade Duke, na Carolina do Norte, EUA, na revista Science.
Conclusão
O supercondutor LK-99 tem potencial para revolucionar o nosso mundo. Poderia permitir a criação de baterias perpétuas, comboios de alta velocidade que levitam sem esforço nos seus carris e redes eléctricas com perdas mínimas. Além disso, poderá trazer avanços significativos em áreas como medicina, energia nuclear e computação quântica, entre outras.