Supercondutores: Uma Visão Geral
Supercondutores são materiais notáveis que conduzem eletricidade sem resistência quando resfriados abaixo de uma temperatura crítica, conhecida como Tc. Essa capacidade de transportar corrente elétrica sem perda de energia os torna extremamente úteis em uma variedade de aplicações, desde a geração de energia até a imagem médica e o transporte.
Aplicações dos Supercondutores
As aplicações da supercondutividade são diversas. Na área médica, por exemplo, são utilizados em máquinas de ressonância magnética (MRI). No setor de transporte, contribuem para o desenvolvimento de trens maglev, que operam com levitação magnética. Na geração e distribuição de energia, destacam-se em ímãs de alto campo para experimentos de fusão nuclear. No entanto, a supercondutividade requer temperaturas baixas para funcionar, o que pode ser caro e impraticável em algumas aplicações. Apesar disso, cientistas continuam pesquisando e desenvolvendo novos materiais que exibem supercondutividade em temperaturas mais altas.
Tipos de Supercondutores
Os supercondutores são classificados principalmente em dois tipos:
- Supercondutores Tipo I: Possuem um único campo magnético crítico, abaixo do qual exibem condutividade perfeita, e acima do qual perdem suas propriedades supercondutoras abruptamente. São conhecidos como “supercondutores suaves”. Exemplos incluem mercúrio, chumbo e estanho.
- Supercondutores Tipo II: Possuem dois campos magnéticos críticos e, entre eles, exibem um estado misto, onde apenas partes do material são supercondutoras. São conhecidos como “supercondutores duros”. Exemplos incluem nióbio-titânio, nióbio-estanho e YBCO (óxido de cobre bário-ítrio). Eles são mais utilizados em aplicações práticas, pois operam em campos magnéticos e temperaturas mais elevadas e mantêm suas propriedades supercondutoras na presença de campos magnéticos fortes.
Supercondutores Não Convencionais
Além desses dois tipos principais, existem supercondutores não convencionais, que não se enquadram na teoria BCS (Bardeen-Cooper-Schrieffer) de supercondutividade. Isso inclui supercondutores de alta temperatura e supercondutores de fermion pesado.
Supercondutores – Materiais
Aqui está uma tabela de 10 supercondutores com suas características-chave:
| Supercondutor | Fórmula Química | Tipo | Temperatura Crítica (K) | Campo Magnético Crítico (T) |
|---|---|---|---|---|
| Estanho (Sn) | Sn | I | 3.72 | 0.005 |
| Chumbo (Pb) | Pb | I | 7.19 | 0.015 |
| Mercúrio (Hg) | Hg | I | 4.15 | 0.091 |
| Nióbio-titânio (NbTi) | NbTi | II | 10.4 | 12.5 |
| Nióbio-estanho (Nb3Sn) | Nb3Sn | II | 18.1 | 25 |
| Óxido de Bário-Ítrio-Cobre (YBCO) | YBa2Cu3O7-x | II | 92 | 0.2 |
| Óxido de Bismuto-Estrôncio-Cálcio-Cobre (BSCCO) | Bi2Sr2Ca2Cu3O10+x | II | 107 | 0.2 |
| Óxido de Lantânio-Bário-Cobre (LBCO) | La1.85Ba0.15CuO4 | II | 40 | 0.2 |
| Diboreto de Magnésio (MgB2) | MgB2 | II | 39 | 0.2 |
| Supercondutor à Base de Ferro (FeSe) | FeSe | II | 8 | 0.17 |
