Ilustrações
de dois compostos feitos de átomos de fósforo (laranja) e átomos de hidrogênio
(branco). Tais compostos são potenciais supercondutores, e podem se formar
quando a fosfina é comprimida sob pressões extremamente altas. Crédito: Tyson Terpstra
Fosfina
é um dos mais novos materiais classificado como um supercondutor. Em 2015, cientistas
relataram que tinham liquefeito sob alta pressão em um torno de diamantes para
conseguir a supercondutividade.
Agora,
um grupo de pesquisadores está fornecendo insights
sobre o que pode ter acontecido com a fosfina, uma vez submetida a compressão
intensa.
Químicos
da University
at Buffalo dizem que de acordo com os seus cálculos, a
supercondutividade da fosfina sob pressão, provavelmente surge devido ao
composto que se decompõe em outros produtos químicos contendo fósforo e
hidrogênio.
“É provavelmente uma
mistura desses produtos de decomposição - e não a fosfina em si - que resulta na
supercondutividade observada”, diz Eva Zurek, professora
de química na UB.
“Em experiências
onde altas pressões estão envolvidas, é difícil os cientistas caracterizarem
quais materiais eles criaram”, diz Zurek. “Contudo, compreender
o que está realmente lá é importante porque nos dá uma ideia de como podemos fazer
novos compostos supercondutores.”
Quebrar as coisas (literalmente)
À
temperatura ambiente, a fosfina é composta por um átomo de fósforo (P) e três
de hidrogênio (H).
Os
investigadores calcularam que, sob pressão, o PH3 torna-se instável
e provavelmente se decompõe em estruturas que incluem PH2, PH e PH5,
que são mais estáveis.
A
equipe usou o XtalOpt, um programa de
código aberto, para entender quais combinações de fósforo e hidrogênio eram
estáveis a pressões de até 200 gigapascal - quase 2 milhões de vezes a
pressão da atmosfera terrestre. Pressão esta similar àquela que a fosfina foi submetida
no experimento.
A busca por supercondutores
O
interesse no campo se intensificou ano passado, quando uma equipe liderada por Mikhail
Eremets, quebrou os recordes de temperatura anteriores, ao considerar que um
composto de hidrogênio e enxofre comprimido a 150 gigapascal era um
supercondutor a 203 Kelvin, cerca de -94 °Fahrenheit. Isso pode parecer frio,
mas é muito mais quente do que os limites anteriores.
Eremets
e seus colegas também realizaram experimentos sobre a fosfina, com a
supercondutividade observada a temperaturas superiores a 100 Kelvin (cerca de
-280 graus Fahrenheit).
“Encontrar materiais
que são supercondutores a altas temperaturas irá revolucionar a nossa
infra-estrutura de energia elétrica, porque praticamente nenhuma energia será
desperdiçado durante a transmissão e distribuição através de fios
supercondutores”, diz Zurek. “Além disso, magnetos
supercondutores podem ser empregados para trens de levitação de alta velocidade.
Estas tecnologias existem hoje em dia, mas os supercondutores devem ser resfriados
a temperaturas muito baixas para funcionarem.”
