Avanços em supercondutividade e materiais condutores avançados podem remodelar significativamente a maneira como transmitimos energia e projetamos dispositivos eletrônicos, abrindo caminho para tecnologias mais eficientes, miniaturizadas e potencialmente mais ecológicas.
Um supercondutor sem cobre a 30K
Na Universidade Nacional de Cingapura, pesquisadores desenvolveram um novo material supercondutor que funciona acima de 30 K, sem depender de cobre e sob pressão atmosférica normal.
Isso significa que mostra resistência elétrica zero at temperaturas superiores a -243°C. Isso é relativamente “alto” no mundo dos supercondutores, onde muitos materiais só funcionam perto do zero absoluto.
O Dr. Stephen Lin Er Chow, membro da equipe de pesquisa, explicou: “Este óxido supercondutor não baseado em cobre demonstra supercondutividade em alta temperatura sob pressão atmosférica ao nível do mar, sem a necessidade de compressão adicional.”
Supercondutores transportam corrente elétrica com resistência zero, eliminando a perda de energia. Seu potencial é enorme: de redes elétricas a trens maglev e computadores quânticos. Mas, até agora, eles exigiam principalmente resfriamento caro ou insumos de materiais raros. Uma opção escalável, sem cobre, funcionando em temperaturas relativamente altas, poderia reduzir custos e expandir seu uso.
A equipe de Cingapura também desenvolveu uma estrutura teórica para identificar novos materiais supercondutores, indo além dos compostos à base de cobre e ampliando a busca por supercondutores mais práticos.
Fosfeto de nióbio: o desafiante nanométrico do cobre
Enquanto isso, na Universidade de Stanford, os pesquisadores identificaram fosfeto de nióbio como um forte candidato para substituir o cobre na eletrônica em nanoescala. À medida que os dispositivos encolhem, o cobre perde eficiência — mas o fosfeto de nióbio mantém sua condutividade mesmo em camadas ultrafinas.
Isso é importante para tudo, desde microchips até transmissão de dados em alta velocidade. Jason Deegan, relatando as descobertas de Stanford, observa que o potencial de redução de calor do material pode resolver um dos maiores gargalos da indústria de tecnologia: o gerenciamento térmico em dispositivos cada vez mais compactos.
Também oferece vantagens de fabricação. Ao contrário de muitas alternativas, o fosfeto de nióbio pode ser integrado aos processos existentes sem grandes reformulações.
Implicações do mundo real
As implicações de ambos os materiais vão muito além do laboratório.
Supercondutores de alta temperatura podem suportar transmissão de energia com perda zero em longas distâncias, transformando a eficiência da rede. Também poderiam reduzir o desperdício de energia em infraestrutura de transporte e dados.
Ao mesmo tempo, condutores nanométricos melhorados, como o fosfeto de nióbio, poderiam levar a eletrônicos mais frios, rápidos e compactos, aprimorando tudo, desde dispositivos móveis até data centers.
Empresas como a American Superconductor Corporation (AMSC) já estão de olho nesses desenvolvimentos. A AMSC desenvolve sistemas supercondutores de nível militar e de rede e está bem posicionada para se beneficiar da aceleração dos avanços na ciência dos materiais.
A estrada adiante
Embora ainda existam desafios para escalar e comercializar esses materiais, o ritmo das descobertas está se acelerando. O que antes era teórico está se aproximando da aplicação no mundo real.
À medida que a supercondutividade se torna menos dependente de condições exóticas e as alternativas ao cobre se tornam mais viáveis, o cenário global de energia e eletrônica pode estar pronto para uma grande mudança, onde eficiência, resiliência e sustentabilidade andam de mãos dadas.
