{"id":3326,"date":"2015-04-01T16:38:22","date_gmt":"2015-04-01T19:38:22","guid":{"rendered":"http:\/\/sbpmat.org.br\/?p=3326"},"modified":"2015-04-07T15:09:45","modified_gmt":"2015-04-07T18:09:45","slug":"artigo-em-destaque-puxando-os-limites-de-um-supercondutor","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sbpmat.org.br\/pt\/artigo-em-destaque-puxando-os-limites-de-um-supercondutor\/","title":{"rendered":"Artigo em destaque: Puxando os limites de um supercondutor."},"content":{"rendered":"

O artigo cient\u00edfico com participa\u00e7\u00e3o de membros da comunidade brasileira de pesquisa em Materiais em destaque neste m\u00eas \u00e9:\u00a010 to 25-fold increase in the transport superconducting critical current density of spark-plasma sintered Bi-2223 superconductors<\/strong>. E. Govea-Alcaide, I. F. Machado, and R. F. Jardim. Journal of Applied Physics 117, 043903 (2015). DOI: 10.1063\/1.4906560.<\/p>\n

Puxando os limites de um supercondutor<\/strong><\/p>\n

Um trabalho recentemente publicado no Journal of Applied Physics<\/em>, assinado por dois pesquisadores brasileiros e um cubano, traz relevantes contribui\u00e7\u00f5es ao estudo dos materiais supercondutores \u2013 aqueles que permitem o fluxo de corrente el\u00e9trica sem resist\u00eancia (literalmente, com resist\u00eancia el\u00e9trica zero).<\/p>\n

A supercondutividade ocorre em certos materiais sob condi\u00e7\u00f5es determinadas. Existe, por exemplo, uma condi\u00e7\u00e3o chamada de \u201ctemperatura cr\u00edtica supercondutora\u201d, acima da qual a supercondutividade n\u00e3o ocorre. E existe tamb\u00e9m uma \u201cdensidade de corrente cr\u00edtica\u201d (a quantidade de corrente el\u00e9trica que passa por determinada \u00e1rea), acima da qual a supercondutividade \u00e9 destru\u00edda.<\/p>\n

No trabalho reportado no Journal of Applied Physics<\/em>, os autores apresentam uma rota que permite aumentar a densidade de corrente cr\u00edtica do Bi-2223 em mais de 25 vezes na temperatura do nitrog\u00eanio l\u00edquido (77 K, ou seja, uns 195 \u00b0C negativos).<\/p>\n

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Esquema representativo do processo de sinteriza\u00e7\u00e3o a plasma (SPS).<\/figcaption><\/figure>\n

O m\u00e9todo parte de p\u00f3 de Bi-2223 (\u00f3xido misto de bismuto, estr\u00f4ncio, c\u00e1lcio e cobre), consolidado por meio da t\u00e9cnica de sinteriza\u00e7\u00e3o por plasma (spark plasma sintering<\/em>, SPS) em temperaturas pr\u00f3ximas de 800 \u00b0C e tratado termicamente a 750 \u00b0C por 5 minutos. A rota abre possibilidades em diversas aplica\u00e7\u00f5es do material. \u201cA otimiza\u00e7\u00e3o de propriedades supercondutoras de interesse, como \u00e9 o caso da corrente cr\u00edtica supercondutora, nos parece ser de grande relev\u00e2ncia para a \u00e1rea de aplica\u00e7\u00f5es de supercondutores de maneira geral\u201d, avalia o f\u00edsico Renato de Figueiredo Jardim<\/a>, autor do trabalho e professor do Instituto de F\u00edsica da USP.<\/p>\n

Al\u00e9m disso, no artigo, os autores propuseram quais s\u00e3o os mecanismos que ocorrem na microestrutura do material para que aconte\u00e7a o aumento nessa propriedade supercondutora.<\/p>\n

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Imagem de microscopia de varredura de el\u00e9trons retro espalhados da microestrutura do Bi-2223 consolidado pela t\u00e9cnica de SPS a 750 \u00b0C: gr\u00e3os com forma de l\u00e2mina.<\/figcaption><\/figure>\n

Inicialmente, os cientistas puderam confirmar que, ap\u00f3s o processo de sinteriza\u00e7\u00e3o a plasma, o Bi-2223 apresentou gr\u00e3os alongados com forma de l\u00e2minas, compostos por casca e caro\u00e7o (shell-core<\/em>). Os pesquisadores conferiram que a casca, que \u00e9 a borda do gr\u00e3o, era deficiente em oxig\u00eanio, o que constitui de certa forma um problema, desde que esse elemento \u00e9 fundamental para melhorar as propriedades supercondutoras do Bi-2223 ao otimizar suas propriedades intergranulares.<\/p>\n

Entretanto, o breve tratamento t\u00e9rmico realizado ap\u00f3s a consolida\u00e7\u00e3o do material trouxe resultados de impacto. \u201cO tratamento t\u00e9rmico foi fundamental para o restabelecimento, mesmo que parcial, de propriedades supercondutoras robustas no material preparado via SPS\u201d, diz Renato Jardim. Concretamente, o tratamento diminuiu a largura da casca deficiente em oxig\u00eanio, fato que propiciou o aumento da condu\u00e7\u00e3o da corrente el\u00e9trica entre os gr\u00e3os. \u201cO restabelecimento de oxig\u00eanio no material ocorre via os contornos de gr\u00e3o e certamente n\u00e3o \u00e9 total, ou seja, ele ocorre em certas por\u00e7\u00f5es dos contornos de gr\u00e3os, estabelecendo \u201ccaminhos\u201d com baixa resist\u00eancia el\u00e9trica, por onde corrente el\u00e9trica, por exemplo, pode conectar os gr\u00e3os supercondutores do material\u201d, resume o professor.<\/p>\n

De acordo com o professor Jardim, a sua colabora\u00e7\u00e3o cient\u00edfica com o primeiro autor do artigo, o f\u00edsico Ernesto Govea Alcaide, atualmente professor da Universidade de Granma (Cuba), j\u00e1 tem mais de 15 anos, e se remonta \u00e0 pesquisa de doutorado de Govea Alcaide, realizada entre 2001 e 2005 dentro de um conv\u00eanio CAPES\/MES (Brasil\/Cuba) coordenado pelos professores Jardim (pela USP) e Pedro Mune (pela Universidade de Oriente, em Cuba). Na ocasi\u00e3o, Govea Alcaide iniciou um estudo sistem\u00e1tico da prepara\u00e7\u00e3o de compostos supercondutores visando a aplica\u00e7\u00f5es tecnol\u00f3gicas.<\/p>\n

\u201c\u00c9 importante ressaltar que materiais supercondutores com potencial para aplica\u00e7\u00f5es tecnol\u00f3gicas requerem algumas caracter\u00edsticas bem especificas, ou seja, os materiais devem apresentar: (i) fase cristalogr\u00e1fica \u00fanica; (ii) alta textura; (iii) alta densidade; e (iv) contornos de gr\u00e3os de baixa resist\u00eancia el\u00e9trica\u201d, explica o professor Jardim.<\/p>\n

Com essas caracter\u00edsticas em mente, em uma miss\u00e3o de trabalho dentro do conv\u00eanio bilateral, Govea-Alcaide iniciou a prepara\u00e7\u00e3o de materiais supercondutores. Em uma visita a S\u00e3o Paulo, relata Jardim, Govea Alcaide teve contato com o grupo da professora Izabel Machado<\/a>, tamb\u00e9m autora do artigo, e, utilizando as facilidades do seu laborat\u00f3rio, produziu amostras de Bi-2223 por meio da t\u00e9cnica de SPS a partir de p\u00f3s desse material de alta qualidade, cuja produ\u00e7\u00e3o j\u00e1 era dominada no laborat\u00f3rio do professor Jardim.<\/p>\n

De acordo com o professor Jardim, um conjunto maior de artigos cient\u00edficos, no mesmo t\u00f3pico do artigo aqui mencionado e publicados recentemente pelos professores Govea Alcaide, Machado e Jardim, entre outros pesquisadores, acaba de ser agraciado com um pr\u00eamio da Academia de Ci\u00eancias de Cuba como um dos trabalhos de maior contribui\u00e7\u00e3o cient\u00edfica no ano de 2014.<\/p>\n

O trabalho cujos resultados foram reportados no artigo do Journal of Applied Physics<\/em> contou com financiamento do Brasil (Fapesp, CNPq, CAPES e Petrobr\u00e1s) e do Ministerio de Educaci\u00f3n Superior<\/em> (MES) de Cuba.<\/p>\n

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Voc\u00ea gostaria de sugerir, para a se\u00e7\u00e3o “Artigo em destaque” do Boletim da SBPMat, um artigo publicado em revista cient\u00edfica renomada e assinado por pesquisadores atuantes no Brasil? Entre em contato: comunicacao@sbpmat.org.br.<\/em><\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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