Un nuevo y poderoso superconductor impreso en 3D alcanza un rendimiento récord
Científicos estadounidenses han descubierto una forma más sencilla y barata de fabricar los demandados superconductores, usando una impresora 3D convencional. Sus aplicaciones son casi infinitas.
Hemos visto todo tipo de objetos y materiales impresos con una impresora 3D, pero la capacidad de imprimir un superconductor es un logro impresionante, por varias razones diferentes.
Un superconductor es un material que puede conducir la electricidad sin resistencia. Para ello debe enfriarse a temperaturas muy bajas, entre 200 y 270 grados centígrados bajo cero.
Sus aplicaciones son casi infinitas. Desde llevar la electricidad a grandes distancias, a fabricar electroimanes increíblemente potentes y favorecer el almacenamiento de energía en las baterías, entre otras muchas cosas.
Un superconductor impreso en 3D
Los materiales superconductores llevan tiempo utilizándose, pero los científicos buscan mejorarlos en dos áreas diferentes: que sean más sencillos y más baratos de fabricar, y que puedan funcionar a temperaturas más altas.
Un grupo de investigadores de la Universidad de Cornell (Nueva York, Estados Unidos), encabezados por Ulrich Wiesner, llevan desde 2016 desarrollando un nuevo compuesto semiconductor. Casi una década después, han conseguido un hito: imprimirlo en 3D. Esto, además, le otorga propiedades únicas.
Tal como explica el medio alemán Future Zone, este nuevo compuesto, llamado copolímero de bloque, está formado por moléculas blandas, similares a cadenas, que se organizan formando estructuras repetitivas de tamaño nanométrico.
Los investigadores han conseguido crear un nuevo tipo de tinta a partir de copolímeros y nanopartículas inorgánicas. Durante la impresión 3D, los copolímeros se autoensamblan formando una red cristalina que sirve de marco para las nanopartículas . El tratamiento térmico la transforma en un superconductor cristalino.
El primer logro es que es un sistema más barato y sencillo de fabricar que el sistema tradicional, que exige varios pasos más caros y complicados. El segundo, es que también obtiene propiedades únicas.
Al usar este método con nitruro de niobio, el material superconductor resultante puede soportar campos magnéticos con una intensidad de entre 40 y 50 Teslas. Este es el valor jamás alcanzado para un semiconductor.
Baterías que nunca se descargan
Esto tiene una aplicación directa en la creación de imanes superpotentes, por ejemplo los que se emplean en las resonancias magnéticas.
Si se usa con nitruro de titanio se crea un material superaislante de la electricidad. Impide el flujo de energía, incluso a temperaturas muy bajas. Es muy interesante para aplicarlo a la construcción de baterías que no se descarguen, cuando almacenan electricidad.
Los materiales superconductores son muy útiles, y nadie esperaba que pudiesen fabricarse, a un precio más barato y con propiedades únicas, usando una impresora 3D. Para hacer ciencia hay que usar la imaginación.