Pesquisadores da Universidade de Cornell desenvolveram um método inovador de impressão 3D para a fabricação de supercondutores, combinando química de polímeros com manufatura aditiva. Esta técnica pioneira promete avanços significativos em áreas como ressonância magnética (MRI) e computação quântica.
O marco mais notável é o campo magnético crítico atingido pelo nitreto de nióbio, que, com esta nova técnica, situa-se entre 40 e 50 Tesla. Este valor representa um recorde para o material, sendo crucial para sua funcionalidade em ambientes de campo magnético extremamente elevado, como os encontrados em equipamentos médicos avançados.
O líder do projeto, Ulrich Wiesner, observou uma correlação direta entre a massa molar dos polímeros utilizados e o desempenho do supercondutor, uma ligação inédita que permite a criação de materiais com propriedades ajustadas. Este avanço é o culminar de quase uma década de pesquisa da equipe de Cornell, que em 2016 demonstrou pela primeira vez como copolímeros em bloco poderiam auto-organizar-se em estruturas benéficas para a formação de supercondutores, e em 2021 confirmou que esses métodos baseados em materiais macios poderiam rivalizar com técnicas convencionais.
O processo atual representa um salto qualitativo adicional, apresentando um sistema "one-pot" que simplifica a fabricação, tornando a tecnologia mais acessível e escalável. A nova técnica organiza os materiais supercondutores em três níveis: redes cristalinas em escala atômica, redes mesoscópicas guiadas pela auto-organização de copolímeros e redes macroscópicas produzidas diretamente pela impressão 3D. O processo inicia-se com uma "tinta" composta por copolímeros e nanopartículas, que se auto-organiza durante a impressão, seguida por tratamentos térmicos que transformam o material em um supercondutor cristalino poroso com propriedades sem precedentes.
Essa arquitetura porosa resulta em uma área de superfície interna recorde para supercondutores compostos, ideal para o desenvolvimento de novos materiais quânticos. Os pesquisadores estão testando outros compostos, como o nitreto de titânio, visando estruturas tridimensionais complexas, antes desafiadoras de alcançar com métodos convencionais. O trabalho, viabilizado por uma equipe interdisciplinar de químicos, físicos e cientistas de materiais, sublinha o papel crítico da colaboração para expandir os limites da pesquisa.
Segundo Wiesner, a nova metodologia pode abrir caminho para uma geração de supercondutores com propriedades personalizadas, fabricados de forma mais simples e escalável do que nunca.