En la búsqueda de una transmisión de energía eficiente, los científicos se han enfrentado a un problema constante: independientemente de los materiales que se utilicen, la energía se pierde en forma de calor mientras se mueve a lo largo de un cable.
Los materiales que pueden conducir corrientes eléctricas sin ninguna pérdida son los llamados superconductores. Éstos han sido muy poco prácticos porque, por lo general, deben estar muy fríos para utilizarse. Alrededor de -195º C, y someterse a una presión extrema para funcionar.
Un grupo de investigadores de la Universidad de Rochester informa que han creado un nuevo material de este tipo que puede funcionar a temperatura ambiente y a una presión mucho más baja que sus predecesores descubiertos anteriormente.
El avance tiene el potencial de crear redes eléctricas sin pérdidas e imanes mejores y más baratos para usar en futuros reactores de fusión nuclear, entre otras cosas. Ranga Dias es profesor asistente de ingeniería mecánica y física en la Universidad de Rochester y fue quien dirigió el avance. El trabajo de estos científicos busca encontrar superconductores que funcionan en condiciones ambientales normales, sin requerir costosos sistemas de enfriamiento y de compresión.
“Podríamos hacer levitar magnéticamente trenes sobre rieles superconductores, cambiar la forma en que se almacena y transfiere la electricidad y revolucionar las imágenes médicas”, afirmó Dias.
Los superconductores demuestran lo que los físicos llaman el efecto Meissner. Consiste en la desaparición total del flujo del campo magnético en el interior de un material superconductor por debajo de su temperatura crítica. Así, el material se comporta como un diamagnético perfecto. “Si pones un superconductor cerca de un imán, levitará”, dijo Dias.
En 2020, su grupo informó que habían creado un superconductor compuesto por una combinación de hidrógeno, azufre y carbono que operaba aproximadamente a temperatura ambiente. El detalle es que solo funcionó después de ser horneado por un láser y aplastado entre las puntas de dos diamantes a una presión mayor que la que se encuentra en el centro de la Tierra. Este dispositivo se conoce como celda de yunque de diamante.
Para el nuevo estudio, que se publicó el miércoles en la revista Nature, los investigadores modificaron su receta, agregando nitrógeno y un metal raro, lutecio, al hidrógeno en lugar de azufre y carbono.
Una vez más lo calentaron y comprimieron en la celda de yunque de diamante.
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El material resultante fue nombrado “materia roja”, después de observar cómo el tono del material cambiaba de azul a rosa y luego a rojo a medida que se aplastaba. Dias señaló que el apodo se inspiró en la sustancia ficticia que forma un agujero negro en la película Star Trek, de 2009.
El laboratorio de Rochester descubrió que la materia roja podría existir a 21º C y 145.000 libras por pulgada cuadrada de presión (PSI). Esto es aproximadamente 0,28% de la presión existente en el núcleo de la Tierra. Ahí está el meollo del avance alcanzado, porque mejora en 16º C a su antecesor de 2020 y la presión para su uso es aproximadamente 1.000 veces menor.
“Estos resultados son un gran avance para la comunidad científica que fue posible gracias a la aguda intuición química de Dias”, aseveró Stanley Tozer, científico investigador del Laboratorio Nacional de Alto Campo Magnético de la Universidad Estatal de Florida en Tallahassee, quien no estuvo involucrado en la investigación.
Si bien este resultado todavía está muy lejos de la presión que experimentan las personas al nivel del mar, que es de aproximadamente 15 PSI, el nuevo material presenta “un rango en el que los ingenieros pueden saltar y hacer un producto comercialmente viable”, afirmó Tozer. Agregó que, en síntesis, “esto nos acerca más a un uso comercial de la superconductividad”.