Optimización de un material superconductor novedoso
La característica excepcional de los superconductores, que es fundamentalmente su nula resistencia al flujo de corriente (conductividad casi ideal), los hace atractivos para una amplia variedad de aplicaciones presentes y futuras. Los superconductores tradicionales adquieren sus propiedades especiales cuando se sobreenfrían hasta temperaturas cercanas al cero absoluto de Kelvin con ayuda de líquidos criogénicos caros como el nitrógeno líquido o el helio. Los superconductores de alta temperatura (HTS), por su parte, presentan estas propiedades a temperaturas relativamente altas; es decir, muy frías, pero no tanto como las que necesitan los materiales superconductores tradicionales. Si bien eliminan la necesidad de costosos procedimientos de enfriamiento, el inconveniente principal que planteaban hasta ahora los HTS era la fragilidad de los materiales asociados, que hacía que fuera difícil fabricar con ellos cables flexibles, lo que incrementaba los costes en términos de mano de obra y material desperdiciado. El diboruro de magnesio (MgB2), un material superconductor descubierto recientemente y que tiene la temperatura de transición (o temperatura crítica a la que se convierte en superconductor) más elevada que se conoce, ha generado un gran entusiasmo. El MgB2 podría convertirse en el mejor material superconductor para numerosas aplicaciones del campo magnético de medio alcance como, por ejemplo, las imágenes de resonancia magnética (IRM). Las empresas europeas ya desempeñaban un papel dominante en la IRM, y la utilización de un material de bajo coste como el MgB2 podría mejorar sustancialmente la competitividad europea en un mercado mundial de gran envergadura. Por otra parte, el sector energético, en concreto el relacionado con el hidrógeno líquido, podría avanzar sustancialmente gracias a los beneficios económicos, ambientales y de funcionalidad que ofrece el uso del MgB2. En este contexto, un equipo de investigadores asociado en el proyecto financiado por la Unión Europea Hipermag se propuso mejorar el rendimiento del MgB2 y de este modo extender su aplicación comercial y su penetración en el mercado. Los socios del proyecto lograron optimizar la microestructura de los polvos precursores y demostraron cómo mejoraban las propiedades superconductoras de los precursores de tamaño nanométrico y los cables (cintas monofilamentares) dopados con carbono. A continuación, desarrollaron técnicas de procesamiento del polvo que les permitieron desarrollar conductores multifilamentares alojados en vainas metálicas. Los materiales utilizados en sus experimentos lograron igualmente mejorar la estabilidad mecánica, algo que hasta ahora se echaba en falta. Los investigadores también mejoraron las capacidades de transporte de corriente, empleando una variedad de técnicas microscópicas y espectroscópicas para determinar la orientación preferida de los cristalitos de MgB2. Por último, los miembros del consorcio evaluaron la estabilidad de los superconductores sometidos a campos magnéticos, explicando resultados experimentales novedosos mediante descripciones teóricas. El MgB2 es un material superconductor enigmático con numerosos usos potenciales. Gracias a la investigación realizada por el consorcio Hipermag se han podido superar parcialmente algunas limitaciones para su aprovechamiento comercial. Las aplicaciones futuras del mismo abarcan desde la imaginería médica hasta las energías renovables.
