En el mundo de la ciencia, uno de los materiales más buscados ha sido el escurridizo superconductor a presión ambiental que opera a temperatura ambiente. Tal descubrimiento podría revolucionar las industrias de la electricidad y la electrónica al permitir la transmisión de electricidad sin ninguna resistencia, lo que conduciría a una eficiencia y avances tecnológicos sin precedentes.

Recientemente, un equipo de físicos de Corea del Sur fue noticia con su afirmación de haber creado el primer superconductor a temperatura ambiente y presión ambiental, LK-99. Para comprender la importancia de los superconductores a temperatura ambiente y presión ambiental, primero debemos comprender el concepto de superconductividad. Cuando los electrones fluyen a través de un material conductor típico, encuentran obstáculos en forma de átomos, lo que genera resistencia, lo que resulta en la disipación de calor y la pérdida de energía. La superconductividad, sin embargo, ofrece un fenómeno fascinante. A temperaturas extremadamente bajas, cercanas al cero absoluto, los electrones pueden emparejarse y moverse sin esfuerzo a través del material, desafiando la resistencia y conduciendo la electricidad sin pérdida alguna. Esta falta de resistencia conduce a una transmisión de energía casi perfecta.

Tradicionalmente, los superconductores requerían temperaturas ultrafrías para exhibir sus notables propiedades, lo que hacía que sus aplicaciones prácticas se limitaran a industrias especializadas. El descubrimiento de superconductores de "alta temperatura" a fines de la década de 1980 trajo nuevas esperanzas, ya que podían operar a temperaturas alcanzables utilizando nitrógeno líquido relativamente económico. No obstante, estos superconductores de alta temperatura seguían siendo poco prácticos y difíciles de manejar, lo que dificultaba su adopción generalizada.

Superconductor a presión ambiental descubierto por un equipo de investigación coreano

El santo grial de la superconductividad ha sido la búsqueda de un material que pueda lograr la superconductividad a temperatura ambiente y bajo una presión atmosférica normal. El Reclamación reciente de la selección coreana, afirmando que han creado el primer superconductor a temperatura ambiente y presión ambiental, abre posibilidades sin precedentes para la tecnología y la física.

El equipo de investigación de Corea del Sur presentó su material innovador, LK-99, sintetizado a través de una reacción de estado sólido entre lanarkita (Pb2SO5) y fosfuro de cobre (Cu3P). LK-99 posee una estructura única con una estructura de plomo-apatita modificada que le permite mantener y exhibir superconductividad a temperatura ambiente y presión ambiental. En particular, la superconductividad de LK-99 surge de una mínima distorsión estructural debida a una ligera contracción del volumen provocada por la sustitución de iones Pb2+ por Cu2+ en la red aislante de Pb(2)-fosfato. Esta distorsión estructural crea pozos cuánticos superconductores (SQW) en la interfaz de la columna cilíndrica de LK-99.

En sus artículos preliminares, los investigadores demostraron varias características de superconductividad en LK-99. Se informó que la temperatura crítica (Tc) de LK-99 estaba por encima de 400 K (127 °C), lo que marca su capacidad para lograr superconductividad a temperatura ambiente. El equipo observó una fuerte caída en la resistividad eléctrica alrededor de 378 K (220 °C) y una resistividad cercana a cero a 333 K (140 °C), lo que respalda aún más la afirmación de superconductividad. Además, los investigadores presentaron evidencia del efecto Meissner, un sello distintivo de la superconductividad, donde LK-99 exhibió levitación cuando se colocó en un imán.

LK-99 dejó a la comunidad científica con entusiasmo y escepticismo.

El anuncio de los superconductores a temperatura ambiente y presión ambiental generó entusiasmo y anticipación generalizados. Las aplicaciones potenciales de dichos materiales son amplias y podrían generar cambios revolucionarios en múltiples industrias.

Entre las posibilidades están:

• Baterías mucho más eficientes
• Computadoras cuánticas
• Almacenamiento de fuentes de energía renovables
• Aumento de potencia y alcance en vehículos aéreos, marítimos y terrestres
• Trenes magnéticos ultrarrápidos
• Mayor eficiencia en la distribución de energía

Baterías mucho más eficientes

LK99, el superconductor a temperatura ambiente, podría revolucionar tecnología de la batería. Su uso en baterías podría conducir a capacidades de almacenamiento de energía significativamente mayores y tiempos de carga más rápidos para varios dispositivos, como teléfonos inteligentes, computadoras portátiles y vehículos eléctricos. Esto mejoraría el uso diario al proporcionar fuentes de energía más duraderas y confiables.

Computadoras cuánticas

El desarrollo de LK99 podría ser un gran avance para computación cuántica. Los materiales superconductores son cruciales para crear y mantener los delicados estados cuánticos necesarios para procesar cálculos complejos. Si LK99 demuestra ser un superconductor viable a temperatura ambiente, podría allanar el camino para computadoras cuánticas más accesibles y prácticas, lo que permitiría un procesamiento de datos más rápido y potente para varias industrias.

Almacenamiento de fuentes de energía renovables

Fuentes de energía renovable, como la solar y la eólica, a menudo generan energía de manera intermitente. Con el potencial de LK99 como superconductor a temperatura ambiente, podría usarse para almacenar eficientemente el excedente de energía durante los períodos de máxima producción. Esta energía almacenada podría luego liberarse durante los períodos de baja generación de energía, lo que garantiza un suministro constante y estable de energía renovable, lo que hace que sea más factible depender de fuentes de energía limpia para las necesidades energéticas diarias.

Aumento de potencia y alcance en vehículos aéreos, marítimos y terrestres

La aplicación de LK99 en motores eléctricos y sistemas de propulsión podría conducir a avances significativos en el transporte. Los vehículos eléctricos (EV), aviones, barcos y trenes podrían beneficiarse de una mayor eficiencia y rendimiento energético. Con LK99, los vehículos eléctricos podrían tener alcances más largos y capacidades de carga más rápidas, haciéndolos más prácticos para los desplazamientos diarios y reduciendo las emisiones de carbono.

Trenes magnéticos ultrarrápidos

Trenes de levitación magnética (maglev), que ya alcanza velocidades impresionantes, podría experimentar avances aún mayores con LK99. Al reducir la pérdida de energía durante la propulsión, el superconductor podría permitir que los trenes de levitación magnética alcancen velocidades más altas y mejoren los desplazamientos diarios de los pasajeros en áreas urbanas.

Mayor eficiencia en la distribución de energía

La implementación de LK99 en los sistemas de transmisión de energía eléctrica podría minimizar significativamente las pérdidas de energía durante la distribución a larga distancia. Esta eficiencia mejorada daría como resultado costos de electricidad reducidos y una red eléctrica más confiable, lo que beneficiaría a los hogares e industrias por igual en su uso diario de electricidad.

Es de suma importancia subrayar que los dominios de aplicación antes mencionados son puramente conjeturales y aún deben ser sancionados por la fraternidad científica. Hasta el momento, la concepción y la realización de un superconductor a temperatura ambiente similar al LK99 siguen sin comprobarse, y sus verdaderos potenciales y utilidades pragmáticas están envueltos en ambigüedad.

Sin embargo, en medio de la emoción, también hay escepticismo. El campo de la superconductividad ha sido testigo de numerosas afirmaciones pasadas de superconductores a temperatura ambiente que no lograron resistir un escrutinio riguroso. Por lo tanto, la comunidad científica se mantiene cautelosa e insta a una mayor validación de los hallazgos del equipo coreano. Los estudios revisados ​​por pares y la replicación independiente de los resultados son esenciales para establecer la validez de su descubrimiento.

Paso a paso hacia el futuro que soñamos

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La perspectiva de los superconductores de presión ambiental a temperatura ambiente ha capturado la imaginación de los científicos y del público por igual. El impacto potencial de tal avance en la transmisión de electricidad, la electrónica, el transporte y las aplicaciones médicas es enorme. Sin embargo, si bien el descubrimiento realizado por el equipo coreano es prometedor, es vital abordarlo con rigor científico y escepticismo hasta que más investigaciones revisadas por pares validen la afirmación. Si se confirma, la era de los superconductores a temperatura ambiente podría marcar el comienzo de una nueva era de avances tecnológicos, ampliando los límites de lo que alguna vez pensamos que era posible.

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• Fuente: https://dataconomy.com/2023/08/01/first-room-temperature-ambient-pressure-superconductor-lk-99/