Comportamento de eltrons nunca visto antes pode criar fios supercondutores

Energia

Redação do Site Inovação Tecnológica – 13/12/2021

Conduzindo eltrons

Fsicos descobriram um novo fenmeno envolvendo os eltrons que pode ser a chave para viabilizar a fabricao de fios supercondutores que funcionem a temperatura ambiente.

Os supercondutores transportam a eletricidade sem qualquer perda, o que poderia revolucionar no apenas o setor de energia, mas virtualmente todos os aparelhos eletroeletrnicos, sem contar os carros eltricos, que poderiam rodar semanas sem precisar recarregar as baterias, e os trens, que poderiam passar a levitar sobre os trilhos.

O problema que os supercondutores funcionam bem somente em temperaturas criognicas, e a energia necessria para resfri-los leva embora todos os ganhos.

Os fsicos vm creditando o fenmeno da supercondutividade a um emparelhamento dos eltrons, quando dois deles passam a se mover como se fossem um s – essa dupla conhecida como “pares de Cooper“.

Fluxo ramificado de eltrons

Agora, Alvar Daza e seus colegas da Universidade de Harvard, nos EUA, descobriram que os eltrons podem transitar por um material, no como bolas de bilhar, s trombadas com tudo que encontram pela frente, mas encontrando caminhos que parecem com aqueles encontrados na biologia, como as razes das plantas, os microcanais das folhas ou as prprias rvores.

Esse tipo de caminho conhecido como fluxo ramificado. O fluxo ramificado acontece quando qualquer tipo de onda – som, luz ou mesmo uma onda no mar – se move por superfcies irregulares, o que as leva a encontrar caminhos que se assemelham aos galhos das rvores, em estruturas fractais. At agora, o fluxo ramificado nunca havia sido observado em estruturas slidas rgidas.

A equipe documentou o fenmeno quando estudava um material bidimensional (2D) que forma as chamadas superredes, padres organizados e muito densos formados por diferentes elementos – um diamante de ouro, por exemplo, em contraposio rede atmica de um cristal, formada por um nico elemento.

“Os ramos mais fortes permanecem estveis indefinidamente e podem criar canais dinmicos lineares, em que as ondas no so confinadas diretamente por paredes de potencial, como eltrons em fios comuns, mas sim indiretamente e mais sutilmente pela estabilidade dinmica. Ns os chamamos de superfios, uma vez que esto associados a uma superrede,” escreveu a equipe.

Superfios na prtica

Infelizmente, ainda no estamos prontos para encomendar os primeiros superfios para as fbricas.

Acontece que os sistemas peridicos, como estes estudados pela equipe, so trelias que parecem tijolos em zigue-zague em uma parede. No material 2D, essas estruturas chegam perto da perfeio, e essa perfeio d aos eltrons uma maneira de encontrar um caminho livre de resistncia necessrio para formar seus ramos e atingir a superconduo.

Fabricar materiais prximos da perfeio em escala industrial outra histria. Alm disso, superfios prticos precisaro ser 3D, e ainda ser necessrio estudar a eventual fuga dos eltrons entre as camadas.

Por isso a equipe pretende continuar o trabalho passo a passo, e o prximo deles ser tentar criar um canal curvo no material para eventualmente capturar e direcionar os movimentos dos eltrons.

“Ns talvez possamos fazer um supercondutor artificial com isto,” disse o professor Eric Heller.

Outras notcias sobre:

Mais tópicos