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La tecnología para encontrar materiales superconductores que puede cambiar el mundo
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Aplicando presión

La tecnología para encontrar materiales superconductores que puede cambiar el mundo

El equipo internacional de científicos ha encontrado un nuevo método para identificar nuevos materiales superconductores que pueden revolucionar desde la medicina hasta la energía nuclear

Foto: Superconductor con levitación magnética. (Departamento de Física Teórica de la Universidad de los Urales)
Superconductor con levitación magnética. (Departamento de Física Teórica de la Universidad de los Urales)

Entre todos los materiales milagro que prometen poner patas arriba al mundo, los superconductores están entre los más buscados por los científicos. Este tipo de materiales permiten el flujo de corriente eléctrica sin ningún tipo de resistencia y encontrar una manera de fabricarlos de forma más eficiente supondría una revolución tecnológica y energética sin precedentes que abriría un mundo ilimitado de posibilidades y revolucionaría campos como la medicina, la electrónica, la investigación científica, la fusión nuclear o la industria aeroespacial. Un nuevo estudio asegura que ha encontrado una nueva manera de identificar estos materiales y han demostrado la eficacia de su técnica encontrando un nuevo superconductor.

Los superconductores no son nada nuevo. Ya se aplican actualmente para hacer funcionar las máquinas de resonancia magnética, los reactores de fusión nuclear o los trenes de levitación magnética. Pero su superconductividad se alcanza solo cuando se encuentran temperaturas muy bajas, algo que complica mucho sus aplicaciones prácticas. De ahí que cuando el pasado verano se anunció la creación de un supuesto material superconductor que funciona a temperatura ambiente, entre la comunidad científica se armó un impresionante revuelo que aún colea.

Foto: El posible diseño del Observatorio de Mundos Habitables de la NASA. (NASA/GSFC)

Ahora, un equipo internacional de investigadores asegura haber encontrado un nuevo método de identificar este tipo de materiales. Su hallazgo está explicado en un reciente estudio revisado por pares que se ha publicado en la revista Nano Letters, donde también detallan cómo han conseguido convertir un material que en su estado natural es aislante en superconductor.

"Los superconductores son especiales porque pueden conducir la electricidad sin pérdida de energía, lo que es increíblemente valioso para las aplicaciones tecnológicas", afirma Mahmoud Rabie Abdel-Hafez, profesor asociado del Departamento de Física Aplicada y Astronomía de la Universidad de Sharjah (Emiratos Árabes Unidos) y uno de los autores del estudio. "[Pero] imaginemos un mundo en el que la energía eléctrica pudiera transmitirse sin que se desperdiciara energía en forma de calor. Esto revolucionaría la forma en que utilizamos y distribuimos la electricidad, haciendo que todo, desde las redes eléctricas hasta los dispositivos electrónicos, sea mucho más eficiente".

Cómo funciona

El equipo de investigadores andaba buscando nuevos materiales capaces de transmitir electricidad sin pérdida de energía cuando descubrió que un buen candidato sería el trisulfuro de titanio (TiS3, un compuesto químico inorgánico de titanio y azufre). El TiS3 es en realidad un material aislante, pero los científicos descubrieron que si se le aplica presión se convierte en superconductor.

"Las nanotiras de TiS3 son estructuras diminutas en forma de cinta compuestas de titanio y azufre. En su estado natural, las nanotiras de TiS3 actúan como aislantes, es decir, no conducen bien la electricidad", explica Abdel-Hafez, "Sin embargo, descubrimos que aplicando presión a estas nanotiras podíamos cambiar drásticamente sus propiedades eléctricas".

Foto: Foto: Pixabay/Grown Diamond.

En sus experimentos, los investigadores sometieron al TiS3 a una presión gradual. A medida que aumentaban la presión, el TiS3 experimentaba una serie de transiciones. El equipo asegura que el material pasó por primera vez de ser aislante a convertirse en metal y superconductor.

"Mediante mediciones magnéticas y de resistencia eléctrica a alta presión a presiones elevadas, descubrimos una secuencia distintiva de transiciones de fase dentro del TiS3, que abarca una transformación desde un estado aislante a presión ambiente hasta la aparición de un estado superconductor incipiente por encima de 70 gigapascales."

Encontrar nuevos superconductores

El equipo asegura que descubrir que los materiales TiS3 pueden convertirse en superconductores bajo presión ayudará a los científicos a comprender mejor las condiciones necesarias para la superconductividad. Este conocimiento, dicen, es crucial para desarrollar nuevos materiales que puedan ser superconductores a temperaturas más altas y prácticas de los que se usan en la actualidad.

Sin embargo, los autores señalan que aún se necesita más investigación para entender cómo funcionan estos superconductores y la ciencia que los hace posibles.

"En nuestro trabajo de investigación sobre los materiales TiS3, descubrimos que podíamos cambiar sus propiedades eléctricas”, señala Abdel-Hafez. "Esto es significativo porque comprender estas transiciones nos ayuda a aprender a manipular otros materiales de forma similar, acercándonos a descubrir o diseñar nuevos superconductores que puedan funcionar a temperaturas más altas y en condiciones más prácticas".

Entre todos los materiales milagro que prometen poner patas arriba al mundo, los superconductores están entre los más buscados por los científicos. Este tipo de materiales permiten el flujo de corriente eléctrica sin ningún tipo de resistencia y encontrar una manera de fabricarlos de forma más eficiente supondría una revolución tecnológica y energética sin precedentes que abriría un mundo ilimitado de posibilidades y revolucionaría campos como la medicina, la electrónica, la investigación científica, la fusión nuclear o la industria aeroespacial. Un nuevo estudio asegura que ha encontrado una nueva manera de identificar estos materiales y han demostrado la eficacia de su técnica encontrando un nuevo superconductor.

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