Uma equipa da Universidade de Houston e do Centro de Supercondutividade do Texas, nos Estados Unidos, estabeleceu um novo recorde de temperatura de transição para supercondutores à pressão ambiente. O material desenvolvido tornou-se supercondutor a -122 °C (151 K), superando em 18 °C a marca que permanecia invicta desde 1993.
Avanço quebra recorde que durava três décadas
Até agora, o maior valor de temperatura de transição (Tc) sob pressão normal pertencia a uma cerâmica à base de cobre e mercúrio, identificada em 1993, que atingia supercondutividade a -140 °C (133 K). O novo resultado estabelece o patamar mais elevado já registado para qualquer supercondutor sem necessidade de pressurização contínua.
Supercondutores são materiais capazes de conduzir eletricidade sem resistência elétrica abaixo de certa temperatura. Acima da Tc, comportam-se como metais comuns; abaixo dela, eliminam perdas por efeito Joule, fenómeno que hoje representa até 8 % da energia dissipada no transporte desde a geração até ao consumo.
A busca por temperaturas de operação cada vez mais próximas do ambiente é, há décadas, um dos principais objetivos da investigação em supercondutividade. Quanto menor o resfriamento exigido, maior o potencial de adoção comercial em redes elétricas, sistemas de imagem médica, protótipos de fusão nuclear e eletrónica de alta velocidade.
Têmpera por pressão garante estabilidade fora do laboratório
O recorde foi alcançado graças a um método denominado têmpera por pressão. A técnica, comum na produção de diamantes sintéticos, consiste em submeter o composto a altas pressões para reorganizar a sua estrutura atómica e, em seguida, aliviar rapidamente essa pressão enquanto o material permanece resfriado. Esse procedimento congela as propriedades aprimoradas, preservando a Tc obtida mesmo depois de devolvido ao ambiente normal.
No estudo, o material atingiu a temperatura crítica desejada ainda sob compressão. Ao soltar a prensa de forma controlada, os investigadores verificaram que a nova estrutura se manteve estável, permitindo medições repetidas sem necessidade de equipamentos de alta pressão.
Segundo o físico Rohit Prasankumar, que lidera a pesquisa, “a supercondutividade à temperatura ambiente continua um objetivo distante, mas o facto de estarmos agora a apenas 140 °C desse marco mostra progresso mensurável após décadas de estagnação”. O especialista defende um esforço conjunto de químicos, engenheiros de materiais e físicos para encurtar ainda mais essa diferença.
Contexto de expectativas e cautela na comunidade científica
O anúncio surge pouco mais de dois anos após a retratação de resultados que alegavam ter obtido supercondutividade à temperatura ambiente em outro composto. O episódio reforçou a necessidade de protocolos rigorosos de verificação, testes independentes e reprodutibilidade. Desta vez, os autores divulgaram parâmetros experimentais detalhados e convidaram laboratórios externos a replicar o processo.
Embora o novo valor esteja longe dos 25 °C que definiriam efetivamente a condição de “temperatura ambiente”, o ganho de 18 °C quebrando um recorde de 33 anos indica que estratégias alternadas podem acelerar avanços. A têmpera por pressão oferece uma via que dispensa o uso de sistemas criogénicos extremos e abre caminho para ajustes finos de composição química em busca de Tc cada vez mais alta.
Potencial de aplicação industrial e desafios futuros
Caso superfícies de transmissão elétrica possam operar perto de -122 °C em escala real, seria viável empregar sistemas de refrigeração mecânica convencionais, menos onerosos do que os atuais banhos de hélio líquido necessários para os supercondutores de baixa temperatura. Essa mudança reduziria custos iniciais de instalação e de manutenção, favorecendo a adoção por concessionárias de energia e fabricantes de equipamentos de ressonância magnética.
Imagem: Tecnologia & Inovação
Além disso, o aumento da Tc facilita o desenvolvimento de ímanes supercondutores mais leves e compactos para aceleradores de partículas, motores elétricos de elevada densidade de potência e geradores de turbinas eólicas offshore. Em computação, a redução de perdas pode levar a circuitos mais rápidos e eficientes, contribuindo para data centers de menor consumo.
Os investigadores admitem, contudo, que outros parâmetros devem evoluir simultaneamente: a capacidade de transportar altas densidades de corrente sem perda (corrente crítica), a estabilidade em campos magnéticos fortes e o custo de produção em larga escala do novo composto. Sem esses factores, o recorde laboratoral terá impacto limitado na indústria.
Próximos passos e colaboração internacional
O grupo de Houston já planeia testar combinações de elementos químicos que possam responder ainda melhor à têmpera por pressão, na expectativa de elevar a Tc em novos graus. Paralelamente, laboratórios na Europa e na Ásia foram convidados a repetir a síntese com equipamentos próprios, etapa fundamental para validar universalmente o resultado.
Financiamentos adicionais estão a ser negociados com agências norte-americanas de ciência para construir protótipos de cabos supercondutores que usem o material agora recordista. Esses pilotos permitirão medições de performance em condições de rede elétrica real, incluindo ciclos de carga e descarga, variações de temperatura ambiente e exposição prolongada a vibrações mecânicas.
Importância do controle de dados e padronização de medidas
Especialistas destacam que a medição de Tc depende de procedimentos padronizados, como a verificação da queda abrupta da resistência elétrica e a análise de propriedades magnéticas por meio do efeito Meissner. No estudo em causa, ambas as técnicas confirmaram a transição a -122 °C, reforçando a confiabilidade dos resultados.
Para mitigar polémicas, as amostras serão disponibilizadas a grupos independentes juntamente com dados brutos de espectroscopia, difração de raios-X e microscopia eletrónica. A expectativa é publicar relatórios de reprodução nos próximos 12 meses, passo que poderá consolidar a nova marca como referência oficial.
Supercondutividade: breve linha do tempo
• 1911 – Descoberta da supercondutividade perto do zero absoluto.
• 1987 – Identificação do composto YBCO com Tc de -180 °C, inaugurando a era dos “supercondutores de alta temperatura”.
• 1993 – Recorde de -140 °C alcançado por cerâmica Hg1223.
• 2024 – Novo máximo de -122 °C definido pela equipa dos Estados Unidos, usando têmpera por pressão.
O registo agora obtido não elimina o desafio de chegar a 0 °C, mas demonstra que ainda há espaço significativo para inovações dentro de técnicas conhecidas da física do estado sólido. A continuidade dos esforços colaborativos poderá, segundo investigadores, encurtar o intervalo que separa o laboratório de aplicações quotidianas baseadas em supercondutividade.
