Menos de dois anos depois de chocar o mundo da ciência com a descoberta de um material capaz de supercondutividade à temperatura ambiente, uma equipe de físicos da UNLV aumentou a aposta mais uma vez ao reproduzir o feito na pressão mais baixa já registrada.
Em outras palavras, a ciência está mais perto do que nunca de um material utilizável e replicável que poderia um dia revolucionar a forma como a energia é transportada. O físico da UNLV Ashkan Salamat e o colega Ranga Dias, físico da Universidade de Rochester, foram manchetes internacionais em 2020 ao relatar pela primeira vez a supercondutividade à temperatura ambiente. Para alcançar a façanha, os cientistas sintetizaram quimicamente uma mistura de carbono, enxofre e hidrogênio primeiro em um estado metálico e depois ainda mais em um estado supercondutor à temperatura ambiente usando extrema pressão – 267 gigapascals – condições que você só encontraria na natureza. perto do centro da Terra. Avançando menos de dois anos, a equipe agora é capaz de completar a façanha com apenas 91 GPa – aproximadamente um terço da pressão inicialmente relatada. As novas descobertas foram publicadas este mês como um artigo avançado na revista Chemical Communications .

Uma superdescoberta

Por meio de um ajuste detalhado da composição de carbono, enxofre e hidrogênio usado na descoberta original, os cientistas são capazes de produzir um material a uma pressão mais baixa que mantém seu estado de supercondutividade.

“Estas são pressões em um nível difícil de compreender e avaliar fora do laboratório, mas nossa trajetória atual mostra que é possível atingir temperaturas supercondutoras relativamente altas em pressões consistentemente mais baixas – que é nosso objetivo final”, disse o principal autor do estudo Gregory Alexander Smith, um estudante de pós-graduação pesquisador do Laboratório de Condições Extremas Nevada da UNLV (NEXCL). "No final das contas, se queremos tornar os dispositivos benéficos para as necessidades da sociedade, temos que reduzir a pressão necessária para criá-los."

Embora as pressões ainda sejam altas - cerca de mil vezes mais altas do que você experimentaria no fundo da Fossa das Marianas no Oceano Pacífico - elas continuam correndo em direção a uma meta próxima de zero. É uma corrida que está ganhando força exponencialmente na UNLV à medida que os cientistas obtêm uma melhor compreensão da relação química entre o carbono, o enxofre e o hidrogênio que compõem o material.

"Nosso conhecimento da relação entre carbono e enxofre está avançando rapidamente, e estamos encontrando razões que levam a respostas notavelmente diferentes e mais eficientes do que o observado inicialmente", disse Salamat, que dirige o NEXCL da UNLV e contribuiu para o último estudar. "Observar fenômenos tão diferentes em um sistema semelhante apenas mostra a riqueza da Mãe Natureza. Há muito mais para entender, e cada novo avanço nos aproxima do precipício dos dispositivos supercondutores cotidianos".

O Santo Graal da eficiência energética

A supercondutividade é um fenômeno notável observado pela primeira vez há mais de um século, mas apenas em temperaturas notavelmente baixas que impediram qualquer pensamento de aplicação prática. Somente na década de 1960 os cientistas teorizaram que o feito poderia ser possível em temperaturas mais altas. A descoberta de 2020 por Salamat e colegas de um supercondutor à temperatura ambiente excitou o mundo da ciência em parte porque a tecnologia suporta fluxo elétrico com resistência zero, o que significa que a energia que passa por um circuito pode ser conduzida infinitamente e sem perda de energia. Isso pode ter grandes implicações para o armazenamento e transmissão de energia, apoiando tudo, desde melhores baterias de celular até uma rede de energia mais eficiente.

“A crise energética global não mostra sinais de desaceleração e os custos estão subindo em parte devido a uma rede de energia dos EUA que perde cerca de US$ 30 bilhões anualmente devido à ineficiência da tecnologia atual”, disse Salamat. "Para a mudança social, precisamos liderar com tecnologia, e o trabalho que está acontecendo hoje está, acredito, na vanguarda das soluções de amanhã."

De acordo com Salamat, as propriedades dos supercondutores podem suportar uma nova geração de materiais que podem mudar fundamentalmente a infraestrutura de energia dos EUA e além.

"Imagine aproveitar a energia em Nevada e enviá-la por todo o país sem nenhuma perda de energia", disse ele. "Esta tecnologia pode um dia tornar isso possível." + Explorar mais

Sob pressão, o composto 'squishy' reage de maneira notável