Os supercondutores podem eliminar progressivamente ímanes a granel em máquinas que vão desde MRIs e scanners de TAC a motores elétricos.
Os supercondutores convencionais de alta temperatura são compostos por metais caros e escassos na Terra, e têm um processo de fabrico longo e complicado.
Isto tem chamado a atenção de supercondutores fabricados a partir de diboreto de magnésio (ou MgB2) — é leve, barato, e mais fácil de fabricar em diversos formatos.
Estudos anteriores mostraram que a utilização de boro em nanoescala para fazer MgB2 resulta em melhores características magnéticas. No entanto, o boro em nanoescala comercial é caro. A moagem, um método popular de refinação do boro, introduz impurezas que dificultam o desempenho do supercondutor.
Assim, há a necessidade de um método de baixo custo para a refinação em nanoescala de boro. Num novo estudo publicado na Ceramics International, uma equipa de investigadores do Shibaura Institute of Technology (SIT), liderada por Muralidhar Miryala, resolveu este problema delineando um método totalmente novo, de baixo custo e eficiente para a refinação do boro.
A equipa utilizou uma técnica chamada ultrassonicação, uma técnica que utiliza ondas de ultra-sons para agitar partículas numa amostra.
Muralidhar Miryala
Visão esquemática da ultrassonicação.
Primeiro, colocaram boro cristalino disponível no mercado em água destilada, que depois fica sujeita a ondas sonoras ultra-sónicas de 20 kHz.
Os investigadores submeteram o boro cristalino ao tratamento ultra-sónico durante períodos de tempo variáveis para ver qual o período de tempo ideal.
As amostras supercondutoras resultantes foram verificadas quanto a impurezas, microestrutura, e propriedades magnéticas, segundo a Phys Org.
“Verificámos que as nossas amostras de MgB2 eram cerca de 95% puras, o que é muito mais elevado do que o método de moagem que produzia apenas 75% de pureza. As amostras tinham uma microestrutura refinada e tiveram uma melhoria de 35% em relação a outros métodos. Tudo isto foi conseguido com apenas 30 minutos de tratamento ultra-sónico”, explicou Miryala.
Este novo método de ultra-sonicação com água destilada verificou ser bastante eficiente na refinação do boro, sem ter de utilizar materiais caros.
Deste modo, é capaz de baixar o custo de fabrico dos supercondutores MgB2, ao mesmo tempo que melhora as suas características magnéticas.
“Embora a ultra-sonicação já tenha sido explorada para a refinação, tentativas anteriores utilizaram etanol ou hexano. Isto aumenta o custo do processo. O uso de água destilada faz baixar o custo enquanto ainda é tão bom ou até melhor do que os meios anteriores”, sublinhou Miryala.
Este estudo é um passo em frente na disponibilização fácil de supercondutores para fins comerciais em dispositivos. Além disso, também se foca na técnica de ultra-sons, que se encontra atualmente nas suas fases iniciais de desenvolvimento.
“Esta nova técnica irá criar mais vias de investigação. Outros investigadores podem trabalhar na otimização deste método para alcançar todo o seu potencial, bem como aplicar esta técnica nas respetivas áreas”, conclui o investigador.
