La búsqueda de materiales superconductores, capaces de transmitir electricidad con una eficiencia casi perfecta, ha cobrado un nuevo impulso gracias a un equipo de investigadores de la Universidad de Columbia. Este avance podría abrir la puerta a un futuro en el que vehículos eléctricos se carguen de manera inalámbrica, dispositivos electrónicos sean significativamente más potentes y la energía limpia esté disponible de forma ilimitada.
Los superconductores conocidos hasta la fecha, que incluyen elementos puros como el plomo, el estaño y el aluminio, así como compuestos más exóticos como el niobio-titanio, requieren condiciones extremas de frío o presión para funcionar. Esta limitación ha dificultado su aplicación en un contexto más amplio, ya que su uso se ha restringido principalmente a máquinas de resonancia magnética, aceleradores de partículas y trenes de levitación electromagnética. Además, la falta de comprensión sobre el funcionamiento de estos materiales complica el diseño de versiones más eficientes y económicas.
Un avance significativo en materiales superconductores
En un estudio publicado en la revista Nature, el equipo liderado por el físico Cory R. Dean demostró que el diseleniuro de tungsteno, un compuesto con estructura cristalina, puede exhibir superconductividad al ser cortado en láminas de uno o dos átomos de grosor y manipulado de manera precisa. Este descubrimiento es uno de los primeros en el que se induce la superconductividad en un material modificando su estructura a escala nanométrica, lo que proporciona nuevas pistas sobre cómo crear la próxima generación de superconductores.
El trabajo del equipo de Dean se inspira en un hallazgo previo del físico del MIT, Pablo Jarillo-Herrera, quien descubrió que el grafeno, un material compuesto por una sola capa de átomos de carbono, se convierte en superconductor cuando se apilan y se tuercen en ángulos específicos. Esta línea de investigación llevó a los científicos de Columbia a explorar si un enfoque similar podría aplicarse a otros materiales bidimensionales.
Tras años de experimentos con el diseleniuro de tungsteno, los investigadores encontraron una combinación exitosa: al colocar dos láminas una junto a la otra, rotar una de ellas cinco grados y enfriarlas a -272.7°C, se logró que los electrones fluyeran a través del material a velocidades mucho mayores que en los metales convencionales. Este fenómeno no solo es un paso hacia el diseño de superconductores más versátiles, sino que también ilumina el camino hacia el objetivo de desarrollar materiales que funcionen a temperaturas más prácticas.
A pesar de que tanto el diseleniuro de tungsteno como el grafeno requieren ser enfriados a temperaturas extremadamente bajas para que la electricidad fluya sin impedimentos, el avance de Dean y su equipo es considerado uno de los más significativos en la ciencia de materiales en años recientes. Este descubrimiento podría ser clave para lograr un superconductor que opere a temperatura ambiente, un sueño que, de cumplirse, revolucionaría industrias que dependen de la electrónica, desde la computación hasta la generación de energía y el transporte.
El futuro de la superconductividad parece más prometedor que nunca, y la investigación en este campo sigue siendo crucial para el desarrollo de tecnologías que podrían transformar nuestra vida cotidiana y enfrentar los retos energéticos del siglo XXI.
