▷ Superconductores de alta temperatura

¿Qué son los superconductores y como se hace?

Los metales como el cobre y el aluminio son buenos conductores de electricidad, pero tienen cierta resistencia eléctrica. De echo, cuando los cables conductores de electricidad construidos con estos metales se calientan, se pierde alrededor de 20% de la energía eléctrica en forma de calor. ¿No seria maravilloso poder producir cables que no tuvieran resistencia eléctrica?.

Estructura cristalina idealizada de YBa2Cu3O7

La figura de arriba representa la estructura cristalina de uno de estos compuestos, un óxido mixto de ytrio, bario y cobre, que tiene la fórmula YBa2Cu3Ox (donde x= 6 o 7).

Desde hace unos 70 años se sabe que cuando ciertos metales y aleaciones se enfrían a temperaturas muy bajas (cerca del punto de ebullición del helio liquido, o 4 K), pierden totalmente su resistencia. Sin embargo, es poco practico emplear estas sustancias, conocidas como superconductores, en los cables conductores de electricidad, ua que el costo para mantenerlos a temperaturas tan bajas es prohibitivo y excedería el ahorro que representa una transmisión más eficiente de electricidad.

Levitación de un imán sobre un superconductor de alta temperatura sumergido en nitrógeno líquido.

La figura de arriba representa un imán que levita sobre este superconductor sumergido en nitrógeno líquido.

En 1986, dos físicos descubrieron en Suiza un nievo tipo de materiales que son superconductores alrededor de 30 K. aunque esta temperatura ya es muy baja, el logro fue ran espectacular que su trabajo genero muchos intereses y desató un alud de investigaciones en este campo, En pocos meses, los científicos sintetizaron compuestos que son superconductores a temperaturas cercanas a 95 k, muy por arriba del punto de ebullición del nitrógeno liquido (77 K). 

El entusiasmo que despierta estos materiales tiene sobradas razones: el nitrógeno liquido es tan barato (un litro de nitrógeno liquido cuesta menos que un litro de leche), que es factible imaginar una transmisión de energía eléctrica en cientos de kilometros sin perdida alguna. el efecto de levitación puede emplearse en la construcción de trenes veloces y silenciosos que se deslicen suavemente sobre las vías (pero son hacer contacto con ellas).

Los superconductores también encuentran aplicaciones en la construcción de computadoras muy rápidas, las llamadas Ademas, los enormes campos magnéticos que se generan en los superconductores producirán aceleradores de partículas mas poderosos, componentes eficaces para la fusión nuclear, aso como técnicas más precisas de imágenes de resonancia magnética para uso clínico.

Aunque los superconductores de alta temperatura son prometedores, aun falta mucho para ver su aplicaciones comercial. Queda por resolver varios problemas técnicos; ademas de que los científicos aun no logran fabricar alambres duraderos con estos materiales. No obstante, el beneficio que daría estos superconductores es tan grande que este campo de investigación de la física y de la química es uno de los que tiene mayor auge en la actualidad.

Un tren levitante experimental que funciona sobre un material superconductor a la temperatura del helio líquido.