El procés és compatible amb l'addició de nanopartícules a l'estructura del 'superconductor per aplicar-lo en generadors eòlics, aviació i acceleradors de partícules. L'estudi es publica a la revista Nature Communications.
Un equip d'investigadors del Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC) ha aconseguit un nou mètode de producció ultraràpid de capes superconductores a baix cost, sostenible i amb grans prestacions. Aquest mètode és compatible amb la incorporació de nanopartícules en l'estructura del superconductor, indispensables per a aplicacions en generadors eòlics, aviació elèctrica o acceleradors de partícules, que requereixen alts camps magnètics. L'estudi es publica a la revista Nature Communications.
"Hem aconseguit un procés fins a 100 vegades més ràpid que els processos existents actualment", afirma Teresa Puig, científica del CSIC a l'Institut de Ciències de Materials de Barcelona (ICMAB) i investigadora principal del projecte Ultrasupertape, del Consell Europeu de Recerca (ERC), en el qual s'emmarca l'estudi. "El nou procés representa un avanç i un punt d'inflexió en la síntesi de capes superconductores", continua Puig. L'estudi ha comptat amb la col·laboració d'investigadors de la Universitat de Girona, de la Universitat Autònoma de Barcelona i del Sincrotró SOLEIL.
Els materials superconductors no ofereixen resistència al pas del corrent elèctric, el que els fa molt útils en diverses aplicacions tecnològiques. Per tal que siguin competitius, és important poder fabricar-los a gran escala, a baix cost, amb un procediment sostenible i grans prestacions. El procés de síntesi ha d'estar controlat, per la qual cosa aconseguir un bon mètode que permeti la producció del material en continu, i la seva aplicació a camps magnètics elevats, és un dels reptes més importants del sector.
Ara, el nou procés desenvolupat permet un creixement ultraràpid de les capes superconductores d'òxid de coure, bari i itri de manera controlada. Les capes superconductores creixen a una velocitat de 100 nanòmetres per segon en un procés simplificat, escalable i de baix cost, segons expliquen els investigadors.
A més, "per primera vegada s'ha pogut demostrar que es poden incorporar nanopartícules a l'estructura del superconductor per formar els nanocompostos superconductors i mantenir el creixement a 100 nm/s", indica Puig. Aquests nanocompostos són indispensables perquè el material segueixi sent superconductor i pugui transportar altes densitats de corrent en aplicacions que requereixen camps magnètics elevats, com en les energies renovables (generadors eòlics, reactors de fusió), transport (aviació elèctrica), i en imants en física d'altes energies (acceleradors de partícules).
La investigadora Teresa Puig ha obtingut recentment un projecte ERC Proof-of-Concept per estudiar la viabilitat industrial i tecnològica d'aquest procés, que permetria produir capes superconductores a gran escala d'interès per a les aplicacions esmentades, d'una manera econòmicament viable.
L. Soler, J. Jareño, J. Banchewski, S. Rasi, N. Chamorro, R. Guzman, R. Yáñez, C. Mocuta, S. Ricart, J. Farjas, P. Roura-Grabulosa, X. Obradors, T. Puig. Ultrafast transient liquid assisted growth of high corrent density superconducting films. Nature Communications. DOI: 10.1038/s41467-019-13791-1
Institut de Ciencia de Materials de Barcelona (ICMAB)