O que é Supercondutividade?

Mai 1, 2021
admin

O que é um supercondutor?
Supercondutores são materiais que conduzem eletricidade sem resistência. Isto significa que, ao contrário dos condutores mais familiares como o cobre ou o aço, um supercondutor pode transportar uma corrente indefinidamente sem perder qualquer energia. Eles também têm várias outras propriedades muito importantes, como o fato de que nenhum campo magnético pode existir dentro de um supercondutor.

Os supercondutores já mudaram drasticamente o mundo da medicina com o advento das máquinas de ressonância magnética, o que significou uma redução na cirurgia exploratória. As empresas de energia, de electrónica, militares, de transporte e física teórica beneficiaram fortemente com a descoberta destes materiais.

Até hoje, as maiores aplicações bem sucedidas dos supercondutores continuam a ser os poderosos electroímanes utilizados em sistemas de Ressonância Magnética (MRI) (mais de 22.000 ímanes de MRI feitos) e ímanes de pesquisa, e as cavidades aceleradoras de RF utilizadas em experiências de física de alta energia.

Uma breve história de supercondutores

A primeira descoberta de um material supercondutor ocorreu em 1911 quando um cientista holandês chamado Heike Kammerlingh Onnes, que também foi a primeira pessoa a liquefazer hélio, e atingiu temperaturas tão baixas quanto 1,7 kelvin (K).

Nos anos 60, duas descobertas não relacionadas entre si iniciaram uma nova era na qual dispositivos práticos supercondutores foram desenvolvidos e comercializados: uma foi a descoberta do supercondutor NbTi, que forneceu o primeiro material para a fabricação prática de fios supercondutores e componentes moldados; a segunda foi a junção de Josephson, que continua a fornecer a base para uma variedade de dispositivos eletrônicos únicos.

Apesar do enorme sucesso do NbTi e materiais similares, a aplicação ainda mais ampla de supercondutores foi restringida pela exigência de resfriamento a temperaturas muito baixas (1,5 – 5K)usando hélio líquido.

No final de 1986 J. Georg Bednorz e K. Alexander Müller, dois pesquisadores do Laboratório de Zurique da IBM, descobriram um material óxido que superconduziu a 30K. Estes dois pesquisadores receberam o Prêmio Nobel de Física 1987 por seu trabalho. Então, em 1987, Paul Chu da Universidade de Houston descobriu a YBCO, que se tornou um supercondutor a apenas 90K. Como 90K pode ser alcançado usando nitrogênio líquido, um refrigerante industrial comum, essas descobertas abriram pela primeira vez o potencial para uma gama muito maior de dispositivos. Nos meses seguintes, as descobertas da BSCCO e da TBCCO trouxeram a temperatura de transição dos supercondutores até 127K.

Esta descoberta destes “Supercondutores de Alta Temperatura” despertou grande interesse, e surgiu toda uma indústria dedicada à pesquisa e desenvolvimento comercial destes materiais e suas aplicações. Hoje, uma enorme variedade de dispositivos está em desenvolvimento tanto para supercondutores de baixa como de alta temperatura.

A concorrência internacional é forte nestes materiais, e os esforços atuais envolvem muitas facetas da eletrônica, comunicações, energia, tecnologia médica, transporte, militar e indústrias de processamento de materiais.

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