Pesquisadores da Universidade de Houston relataram um novo método para induzir supercondutividade em materiais não supercondutores, demonstrando um conceito proposto décadas atrás, mas nunca provado.

A técnica também pode ser usada para aumentar a eficiência de materiais supercondutores conhecidos, sugerindo uma nova maneira de avançar a viabilidade comercial de supercondutores, disse Paul C.W. Chu, cientista-chefe do Texas Center for Superconductivity at UH (TcSUH) e autor correspondente de um artigo que descreve o trabalho, publicado em 31 de outubro no Proceedings of the National Academy of Sciences .

"A supercondutividade é usada em muitas coisas, das quais a ressonância magnética (ressonância magnética) é talvez a mais conhecida, "disse Chu, o físico que detém a cadeira TLL Temple of Science em UH. Mas a tecnologia usada na área de saúde, utilitários e outros campos continuam caros, em parte porque requer resfriamento caro, que limitou a adoção generalizada, ele disse.

A pesquisa, demonstrar um novo método para aproveitar as interfaces montadas para induzir a supercondutividade no composto não supercondutor de arseneto de cálcio e ferro, oferece uma nova abordagem para encontrar supercondutores que funcionam em temperaturas mais altas.

Materiais supercondutores conduzem corrente elétrica sem resistência, enquanto os materiais de transmissão tradicionais perdem até 10% da energia entre a fonte geradora e o usuário final. Isso significa que os supercondutores podem permitir que as empresas de serviços públicos forneçam mais eletricidade sem aumentar a quantidade de combustível usada para gerar eletricidade.

"Uma maneira que há muito tem sido proposta para atingir Tcs (temperatura crítica, ou a temperatura na qual um material se torna supercondutor) é para tirar proveito de interfaces montadas artificial ou naturalmente, "escreveram os pesquisadores." O presente trabalho demonstra claramente que a alta supercondutividade Tc no conhecido composto não supercondutor CaFe2As2 (arseneto de cálcio e ferro) pode ser induzida por empilhamento de camada antiferromagnética / metálica e fornece a evidência mais direta até o momento para a interface -Tc melhorado neste composto. "

Os co-autores de Chu no papel incluem o autor principal Kui Zhao, recém-formado em UH, agora na Advanced MicroFabrication Equipment Inc. em Xangai; Liangzi Deng, Shu-Yuan Huyan e Yu-Yi Xue, ambos afiliados ao Departamento de Física do UH e ao TcSUH, e Bing Lv, um físico material que recentemente se mudou para a Universidade do Texas-Dallas.

O conceito de que a supercondutividade poderia ser induzida ou aumentada no ponto em que dois materiais diferentes se juntam - a interface - foi proposto pela primeira vez na década de 1970, mas nunca foi demonstrado de forma conclusiva, Disse Chu. Alguns experimentos anteriores mostrando temperatura crítica supercondutora aumentada não puderam excluir outros efeitos devido ao estresse ou dopagem química, que impediu a verificação, ele disse.

Para validar o conceito, pesquisadores trabalhando em pressão ambiente expuseram o composto de arseneto de cálcio e ferro não dopado ao calor - 350 graus centígrados, considerada temperatura relativamente baixa para este procedimento - em um processo conhecido como recozimento. O composto formou duas fases distintas, com uma fase cada vez mais convertida na outra, quanto mais tempo a amostra foi recozida. Chu disse que nenhuma das duas fases era supercondutora, mas os pesquisadores foram capazes de detectar a supercondutividade no ponto em que as duas fases coexistem.

Embora a temperatura crítica supercondutora da amostra produzida através do processo ainda fosse relativamente baixa, Chu disse que o método usado para provar o conceito oferece um novo rumo na busca por mais eficiência, materiais supercondutores menos caros.