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Energia

Supercondutores a temperatura ambiente já estão na prancheta

Redação do Site Inovação Tecnológica - 13/11/2019

Supercondutores a temperatura ambiente já estão na prancheta
Os hidretos supercondutores estão prestes a romper a barreira da supercondutividade a temperatura ambiente. Os supercondutores "originais" (BCS) são representados por círculos verdes, os férmions pesados por estrelas verdes, os alótropos de carbono por triângulos vermelhos, os fulerenos por triângulos roxos, ferrosos por quadrados alaranjados e cupratos por diamantes azuis. A temperatura ambiente (room temperature) está no no alto à direita.
[Imagem: P.J.Ray - CC BY-SA 4.0]

Supercondutor a temperatura ambiente

Podemos estar mais perto de alcançar a supercondutividade a temperatura ambiente do que todos previam.

A supercondutividade é a ausência de resistência elétrica em um condutor. Como a resistência torna todos os sistemas elétricos menos eficientes, eliminar ao menos parte dessa resistência utilizando supercondutores de temperatura ambiente deverá revolucionar toda a geração, transmissão e uso da eletricidade.

Nos últimos dois meses, duas equipes independentes correram para disponibilizar seus resultados entusiasmantes. Como a revisão pelos pares nas publicações científicas demora bastante, os dois grupos anteciparam rascunhos de seus trabalhos no repositório aberto arXiv.

As duas equipes, uma do Instituto de Ciência e Tecnologia Skolkovo, na Rússia, e outra do Instituto Max Planck de Química, na Alemanha, trabalharam com um material à base do elemento químico ítrio.

Nenhum dos dois grupos conseguiu ainda sintetizar seu composto, mas há tempos o campo da supercondutividade tem trabalhado assim, com previsões teóricas guiando os experimentalistas na síntese do material previsto, algo que por vezes acontece muito rapidamente.

Foi assim no início deste ano, quando uma equipe norte-americana flagrou a supercondutividade a meros -13º C, embora a pressões muito elevadas.

Supercondutores a temperatura ambiente já estão na prancheta
O hiato supercondutor e a superfície de Fermi do YH10 e do YH6, mostrando os elétrons que participam do emparelhamento supercondutor.
[Imagem: ACS (2019)]

Supercondutores de ítrio e tório

Ivan Troyan e seus colegas calcularam que um super-hidreto de ítrio, o YH10, atingirá a fase supercondutora a 53°C. "Tentamos muitas vezes, encontramos uma maneira de produzir YH6. Mas o YH10 será o próximo passo," contou o professor Artem Oganov, coordenador da equipe.

A temperatura crítica (Tc) abaixo da qual o YH6 se tornou supercondutor foi de -49,15º C a 166 GPa, cerca de 1,6 milhão de vezes a pressão atmosférica.

Poucas semanas depois, a equipe alemã liderada pelo professor Mikhail Eremets relatou uma Tc (temperatura crítica) de -46,15º C a 237 GPa para o mesmo YH6. Mas eles têm uma vantagem porque já conseguiram sintetizar o YH9.

"A história do hidreto de ítrio ainda não terminou," destacou Eremets. "Pessoalmente, não tenho dúvidas de que o YH10 será produzido, provavelmente muito em breve," concordou Oganov, "seja por nós, seja por Eremets ou por algum outro [grupo de pesquisa]".

Mostrando avanços em outra linha, a equipe de Organov acaba de publicar também resultados promissores com compostos do elemento tório, com o hidreto ThH10, este sim, já sintetizado, atingindo a supercondutividade a -112,15º C, mostrando que o ítrio não é um caso isolado, e que as pesquisas vão avançar também por outras rotas.

Bibliografia:

Artigo: Synthesis and Superconductivity of Yttrium Hexahydride Im3¯m-YH6
Autores: I. A. Troyan, D. V. Semenok, A. G. Kvashnin, A. G. Ivanova, V. B. Prakapenka, E. Greenberg, A. G. Gavriliuk, I. S. Lyubutin, V. V. Struzhkin, A. R. Oganov
Revista: arXiv
DOI: 10.1016/j.mattod.2019.10.005
Link: https://arxiv.org/abs/1908.01534

Artigo: Superconductivity up to 243 K in yttrium hydrides under high pressure
Autores: P. P. Kong, V. S. Minkov, M. A. Kuzovnikov, S. P. Besedin, A. P. Drozdov, S. Mozaffari, L. Balicas, F. F. Balakirev, V. B. Prakapenka, E. Greenberg, D. A. Knyazev, M. I. Eremets
Revista: arXiv
Link: https://arxiv.org/abs/1909.10482

Artigo: Superconductivity at 161 K in thorium hydride ThH10: Synthesis and properties
Autores: Dmitry V. Semenok, Alexander G. Kvashnin, Anna G. Ivanova, Volodymyr Svitlyk, Vyacheslav Yu. Fominski, Andrey V. Sadakov, Oleg A. Sobolevskiy, Vladimir M. Pudalov, Ivan A. Troyan, Artem R. Oganov
Revista: Materials Today






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