Pesquisadores japoneses descobriram uma abordagem para identificar materiais supercondutores com mais rapidez e sucesso.

"A abordagem baseada em dados mostra um poder promissor para acelerar a descoberta de novos materiais termelétricos e supercondutores, "dizem os pesquisadores em seu estudo publicado na revista Ciência e Tecnologia de Materiais Avançados .

Supercondutores são materiais que conduzem eletricidade praticamente sem resistência. Os materiais supercondutores melhoraram o campo da imagem por ressonância magnética (MRI) e levaram ao desenvolvimento de aceleradores de partículas que podem ser usados ​​para pesquisas relacionadas à divisão de átomos. Os materiais supercondutores disponíveis atualmente só podem funcionar em temperaturas extremamente baixas. Se os pesquisadores puderem encontrar materiais supercondutores que funcionam à temperatura ambiente, a eletricidade poderia ser conduzida por grandes distâncias sem perda de energia.

As abordagens atuais para pesquisar esses materiais são um tanto aleatórias, e os resultados dependem fortemente da intuição do pesquisador, experiência e sorte. O cientista de materiais Yoshihiko Takano, do Instituto Nacional de Ciência de Materiais do Japão, e seus colegas mostraram que vasculhar um banco de dados de materiais inorgânicos usando parâmetros de pesquisa específicos pode fornecer uma maneira mais sistemática de encontrar materiais supercondutores.

Eles pesquisaram no AtomWork, um grande banco de dados de materiais inorgânicos. Em um estudo anterior usando essa mesma abordagem, a equipe identificou SnBi ₂ Se ₄ (um composto de estanho, bismuto, e selênio) como um potencial supercondutor. Experimentos mostraram que esse era realmente o caso.

Mas SnBi ₂ Se ₄ requer temperaturas muito baixas e altas pressões para se tornar supercondutor. A equipe procurou mais uma vez no banco de dados, selecionar materiais que têm uma estrutura cristalina semelhante ao SnBi ₂ Se ₄ mas um 'intervalo de banda' mais estreito, uma propriedade relacionada à estrutura atômica que permite que os elétrons saltem de um nível de energia para outro e, assim, participem da condutividade elétrica.

A melhor escolha deles era PbBi ₂ Te ₄ (formado de chumbo, bismuto, e telúrio). Eles sintetizaram PbBi ₂ Te ₄ cristais, examinou sua estrutura, composição química e outras propriedades, e descobriu que essas propriedades atenderam às previsões. Eles expuseram os cristais a altas pressões e temperaturas variáveis ​​e descobriram que a resistência elétrica do PbBi ₂ Te ₄ diminuiu com o aumento da pressão, alcançando um estado supercondutivo em 10 gigapascals, cerca de metade da pressão necessária para SnBi ₂ Se ₄ para se tornar supercondutor.

"Este trabalho apresenta um estudo de caso para o primeiro passo importante para a ciência de materiais baseada em dados de próxima geração, "conclui a equipe.