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Supercondutividade, o que é isso?

Pequeno ímã flutuando sobre a superfície de um supercondutor
Pequeno ímã flutuando sobre a superfície de um supercondutor

O fenômeno da supercondutividade é um fenômeno físico que foi descoberto em 1911 pelo físico holandês Kamerlingh Onnes, o qual recebeu o prêmio Nobel dois anos mais tarde em virtude de seus trabalhos com baixas temperaturas. Ele verificou que certos tipos de substâncias quando em temperaturas muito baixas, muito próximas do zero absoluto, apresentavam resistência elétrica quase nula, ou seja, os elétrons livres que fazem a condução da corrente elétrica podiam transitar livremente na rede cristalina. Esse fenômeno, observado por Onnes, ficou conhecido como supercondutividade e o material que se encontra nesse estado é denominado de supercondutor.

Existe uma temperatura na qual a substância passa a ser supercondutora, a qual é denominada de temperatura de transição e é variável de material para material. No mercúrio esse fenômeno ocorre à temperatura de 4K, já o chumbo à temperatura de 7K.

Desde as descobertas realizadas por Onnes, inúmeros cientistas passaram a se preocupar em descobrir novas substâncias que pudessem apresentar o fenômeno da supercondutividade a altas temperaturas, ou seja, eles estavam tentando encontrar temperaturas de transição mais elevadas que as descobertas pelo físico Onnes. Apesar de todos os esforços, eles conseguiram chegar à temperatura de 25K. No ano de 1986 os cientistas tiveram grande surpresa, foi descoberto um novo material: uma cerâmica cuja composição tinha o óxido de cobre, misturados com lantânio ou ítrio e cuja temperatura de transição era 125K. Esse fato causou surpresa por que a cerâmica não é um bom condutor de eletricidade.

A cerâmica apresenta vantagens, pois possui temperatura de transição superior à temperatura de ebulição do nitrogênio (78K). Já o nitrogênio é um elemento químico que é muito abundante na natureza e que pode, com certa facilidade, ser liquefeito. Através do processo de liquefação do nitrogênio é possível manter a cerâmica no estado de supercondutor com poucos gastos e com equipamentos mais acessíveis.

Os estudos na área da supercondutividade são muito importantes para inúmeros setores como, por exemplo, o setor de transmissão de energia elétrica. Nas transmissões de energia elétrica que ocorrem atualmente é contabilizada significativa perda de energia por efeito joule, efeito esse que ocorre em virtude da resistência dos cabos que transmitem energia. Nesse sentido, futuramente os materiais supercondutores poderão ser empregados no sistema de transmissão de energia elétrica de modo a tornar as perdas de energia menores.

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Publicado por Marco Aurélio da Silva Santos

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