Pesquisadores da Universidade de Linköping mostraram, por meio de vários cálculos teóricos, que o diboreto de magnésio se torna supercondutor a uma temperatura mais alta quando é esticado. A descoberta é um grande passo para encontrar materiais supercondutores que sejam úteis em situações do mundo real.
"Diboreto de magnésio ou MgB₂ é um material interessante. É um material duro que é usado, por exemplo, na produção de aeronaves e normalmente se torna supercondutor a uma temperatura relativamente alta, 39 K ou -234 C°”, diz Erik Johansson, que recentemente concluiu seu doutorado na Divisão de Física Teórica.

Erik Johansson também é autor principal de um artigo publicado no Journal of Applied Physics que atraíram ampla atenção. Os resultados foram identificados pelo editor como particularmente importantes para o futuro.

“O boreto de magnésio tem uma estrutura descomplicada, o que significa que os cálculos nos supercomputadores aqui no Centro Nacional de Supercomputadores em Linköping podem se concentrar em fenômenos complexos como a supercondutividade”, diz ele.

O acesso à energia renovável é fundamental para um mundo sustentável, mas mesmo a energia renovável desaparece na forma de perdas durante a transmissão nas redes elétricas. Essas perdas se devem ao fato de que mesmo materiais que são bons condutores possuem certa resistência, resultando em perdas na forma de calor. Por isso, cientistas de todo o mundo estão tentando encontrar materiais que sejam supercondutores, ou seja, que conduzam eletricidade sem perdas. Esses materiais existem, mas a supercondutividade surge principalmente muito perto de 0 absoluto, ou seja, 0 K ou -273,15 °C. Muitos anos de pesquisa resultaram em novos materiais complicados com uma temperatura crítica máxima de talvez 200 K, ou seja, -73 °C. Em temperaturas abaixo da temperatura crítica, os materiais se tornam supercondutores. A pesquisa também mostrou que a supercondutividade pode ser alcançada em certos materiais metálicos a pressões extremamente altas.

Se os cientistas forem bem sucedidos em aumentar a temperatura crítica, haverá maiores oportunidades de usar o fenômeno da supercondutividade em aplicações práticas.

"O objetivo principal é encontrar um material que seja supercondutor à pressão normal e temperatura ambiente. A beleza do nosso estudo é que apresentamos uma maneira inteligente de aumentar a temperatura crítica sem ter que usar pressão massivamente alta e sem usar estruturas complicadas ou materiais sensíveis. O diboreto de magnésio se comporta de maneira oposta a muitos outros materiais, onde a alta pressão aumenta a capacidade de supercondução. Em vez disso, aqui podemos esticar o material em alguns por cento e obter um grande aumento na temperatura crítica ", diz Erik Johansson .

Em nanoescala, os átomos vibram mesmo em materiais realmente duros e sólidos. Nos cálculos dos cientistas sobre o diboreto de magnésio, verifica-se que, quando o material é esticado, os átomos são afastados uns dos outros e a frequência das vibrações muda. Isso significa que neste material, a temperatura crítica aumenta - em um caso, de 39 K para 77 K. Se o diboreto de magnésio for submetido a alta pressão, sua supercondutividade diminui.

A descoberta desse fenômeno abre caminho para cálculos e testes de outros materiais semelhantes ou combinações de materiais que podem aumentar ainda mais a temperatura crítica.

"Uma possibilidade poderia ser misturar diboreto de magnésio com outro diboreto de metal, criando um nanolabirinto de MgB esticado₂ com uma alta temperatura supercondutora", diz Björn Alling, docente e professor sênior da Divisão de Física Teórica e diretor do Centro Nacional de Supercomputadores da Universidade de Linköping. + Explore mais

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