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Los avances en superconductividad y materiales conductores avanzados podrían cambiar radicalmente la forma de transmitir energía y diseñar dispositivos electrónicos, allanando el camino a tecnologías más eficientes, miniaturizadas y potencialmente más ecológicas.
Un superconductor sin cobre a 30 K
En la Universidad Nacional de Singapur, unos investigadores han desarrollado un nuevo material superconductor que funciona por encima de los 30K, sin depender del cobre y a presión atmosférica normal.
Esto significa que muestra resistencia eléctrica cero en temperaturas superiores a -243°C. Eso es relativamente "alto" en el mundo de los superconductores, donde muchos materiales sólo funcionan cerca del cero absoluto.
El Dr. Stephen Lin Er Chow, miembro del equipo de investigación, explicó: "Este óxido superconductor sin cobre demuestra superconductividad a alta temperatura bajo presión atmosférica a nivel del mar, sin necesidad de compresión adicional".
Los superconductores transportan la corriente eléctrica con resistencia cero, eliminando la pérdida de energía. Su potencial es enorme: desde redes eléctricas a trenes de levitación magnética y ordenadores cuánticos. Pero hasta ahora, la mayoría necesitaban refrigeración costosa o materiales raros. Una opción escalable, sin cobre y que funcione a temperaturas relativamente altas podría abaratar los costes y ampliar su uso.
El equipo singapurense también desarrolló un marco teórico para identificar nuevos materiales superconductores, yendo más allá de los compuestos basados en el cobre y ampliando la búsqueda de superconductores más prácticos.
Fosfuro de niobio: El desafío nanométrico del cobre
Mientras tanto, en la Universidad de Stanford, los investigadores han identificado fosfuro de niobio como firme candidato a sustituir al cobre en la electrónica a nanoescala. A medida que los dispositivos se encogen, el cobre pierde eficacia, pero el fosfuro de niobio mantiene su conductividad incluso en capas ultrafinas.
Esto es importante para todo, desde los microchips hasta la transmisión de datos a alta velocidad. Jason Deegan, que informa sobre los hallazgos de Stanford, señala que el potencial de reducción del calor del material podría resolver uno de los mayores cuellos de botella de la industria tecnológica: la gestión térmica en dispositivos cada vez más compactos.
También ofrece ventajas de fabricación. A diferencia de muchas alternativas, el fosfuro de niobio puede integrarse en los procesos existentes sin grandes rediseños.
Implicaciones en el mundo real
Las implicaciones de ambos materiales van mucho más allá del laboratorio.
Los superconductores de alta temperatura podrían apoyar transmisión de potencia sin pérdidas a largas distancias, transformando la eficiencia de la red. También podrían reducir el derroche de energía en el transporte y las infraestructuras de datos.
Al mismo tiempo, la mejora de los conductores a nanoescala, como el fosfuro de niobio, podría dar lugar a electrónica más fría, rápida y compactamejorando todo, desde los dispositivos móviles hasta los centros de datos.
Empresas como American Superconductor Corporation (AMSC) ya están atentas a estos avances. AMSC desarrolla sistemas superconductores de red y de uso militar y está bien posicionada para beneficiarse de la aceleración de los avances en ciencia de materiales.
El camino por recorrer
Aunque sigue siendo difícil ampliar y comercializar estos materiales, el ritmo de los descubrimientos se acelera. Lo que antes era teórico está cada vez más cerca de la aplicación en el mundo real.
A medida que la superconductividad se hace menos dependiente de condiciones exóticas y las alternativas al cobre se hacen más viables, el panorama mundial de la energía y la electrónica puede estar a punto de experimentar un gran cambio, en el que la eficiencia, la resistencia y la sostenibilidad vayan de la mano.
