Nuevas luces para buscar materiales que actúen como superconductores a temperatura ambiente
Un estudio realizado en el Donostia International Physics Center ha demostrado que el carácter cuántico del hidrógeno tiene una gran influencia en las propiedades de los compuestos ricos en hidrógeno. Esto puede explicar, por ejemplo, por qué el sulfuro de hidrógeno actúa como superconductor a temperaturas superiores a las de los superconductores convencionales.
El estudio ha sido publicado en la revista Nature. Según él, los superconductores conducen la corriente eléctrica sin ninguna resistencia eléctrica, a diferencia de los conductores convencionales como el cobre. La obtención de una gran corriente a un bajo coste energético ha convertido a los superconductores en materiales de múltiples aplicaciones. Sin embargo, estos materiales obtienen estas propiedades eléctricas en condiciones tales como cuando se encuentran a temperaturas muy bajas, cuando la sustancia se enfría a temperaturas cercanas al cero absoluto (-273 ºC o 0 kelvin). El problema a la hora de buscar aplicaciones es que los superconductores convencionales jueguen como superconductores a temperaturas tan bajas. El año pasado, sin embargo, algunos investigadores alemanes recibieron una importante noticia: que el sulfuro de hidrógeno tiene propiedades superconductoras a alta temperatura. Vieron que se trata de un superconductor a la temperatura más alta de la historia: -70ºC o 203 K.
El descubrimiento de materiales superconductores cerca de la temperatura ambiente hace cada vez más viables, tanto tecnológica como económicamente, sus aplicaciones. Si este compuesto que huele a huevo podrido –sulfuro de hidrógeno– se somete a una presión superior a un millón de veces la atmosférica, se comporta como un superconductor a la temperatura más alta jamás identificada.
En esta ocasión Natura ha publicado un trabajo que ha dado más luz a las propiedades superconductoras del sulfuro de hidrógeno. Este estudio internacional, liderado por Ion Errea, investigador de la UPV-EHU y del Donostia International Physics Center (DIPC), ha demostrado que la naturaleza cuántica del hidrógeno (es decir, la posibilidad de comportarse como partículas o como ondas) tiene una gran influencia en las propiedades de los compuestos ricos en hidrógeno. Es el caso del sulfuro de hidrógeno superconductor.
De hecho, el movimiento cuántico del hidrógeno puede tener una gran influencia en la estructura microscópica de los compuestos ricos en hidrógeno (hasta la transformación del enlace químico) y en su capacidad de ser superconductores a altas temperaturas. Por ello, los investigadores consideran que, al igual que el sulfuro de hidrógeno, pueden ser superconductores a temperatura ambiente compuestos generalmente ricos en hidrógeno.
El objetivo ahora está claro: conseguir superconductores a temperatura ambiente que sean muy útiles para el desarrollo de superordenadores de nueva generación, herramientas de levitación y aplicaciones. Aunque teóricamente es posible, no es fácil conseguirlos. Sin embargo, este estudio, liderado por el DIPC y la UPV, ha dado grandes pistas para aclarar el comportamiento cuántico tras la superconductividad a alta temperatura del sulfuro de hidrógeno.
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