MIT descobre avanço quântico que pode mudar a forma como pensamos sobre tecnologia de energia limpa
Os supercondutores são o sonho de uma energia mais limpa, mas a maioria só funciona em condições de congelamento. Cientistas do MIT detetaram agora um sinal estranho no grafeno torcido.
A tecnologia quântica é frequentemente discutida como se fosse algo saído de um filme de ficção científica, mas a ideia básica é mais simples do que imagina, especialmente quando se trata de semicondutores.
Se a eletricidade puder fluir sem resistência, menos energia será desperdiçada na forma de calor. É isso que entusiasma as pessoas em relação às tecnologias de energia limpa, embora a realidade atual esteja longe de ser prática.
O problema é que a maioria dos supercondutores só se comporta dessa maneira quando mantida a temperaturas extremamente baixas, sendo ótimos para dispositivos como aparelhos de ressonância magnética e aceleradores de partículas, mas não para serem simplesmente ligados à rede elétrica e esquecidos. É por isso que, naturalmente, os investigadores começaram a procurar materiais que apresentem supercondutividade de maneiras mais inusitadas, na esperança de que um dia funcionem em temperaturas mais altas.
É aí que entra a mais recente descoberta quântica do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT). E embora não pretenda resolver o problema, a investigação pode conter uma pista de como a supercondutividade pode funcionar quando as regras habituais são invertidas.
Uma curva em forma de V pode ser a razão
O relatório apresenta resultados que mostram como a equipa do MIT tem trabalhado num material chamado grafeno trilaminar com torção em ângulo mágico. Composto por três folhas de grafeno com a espessura de um átomo, o grafeno é empilhado com uma torção muito precisa que altera o comportamento dos eletrões. Como resultado, ele pode desencadear todos os tipos de estados quânticos incomuns.
Já se suspeitava que essa pilha de grafeno pudesse ser um supercondutor não convencional, mas provar isso corretamente é difícil. A principal conquista do MIT é uma medição precisa do gap supercondutor, que é essencialmente uma impressão digital do estado supercondutor e de como os pares de eletrões são mantidos unidos.
E a marca que eles viram era estranha. Em vez do formato mais suave observado em supercondutores convencionais, a lacuna apareceu como uma curva acentuada em forma de V.
“Existem muitos mecanismos diferentes que podem levar à supercondutividade em materiais”, disse Shuwen Sun, estudante de pós-graduação do MIT e coautor do estudo. “A lacuna supercondutora dá-nos uma pista sobre que tipo de mecanismo pode levar a coisas como supercondutores à temperatura ambiente, que eventualmente beneficiarão a sociedade humana”, disse ele.
Para obter este resultado, a equipa construiu uma plataforma que combina espectroscopia de tunelamento por varredura com medições de transporte elétrico, para que pudessem correlacionar diretamente a “lacuna” com o momento em que o material realmente atingiu resistência zero.
Por que isto é importante para a energia?
Em supercondutores convencionais, os eletrões emparelham-se devido a pequenas vibrações na rede atómica. Nesse sistema de grafeno, o MIT afirma que as evidências apontam para algo diferente, onde os próprios eletrões realizam o trabalho pesado através de fortes interações.
"Nesse sistema de grafeno com ângulo mágico, existem teorias que explicam que o emparelhamento provavelmente surge de fortes interações eletrónicas, e não de vibrações da rede", disse Jeong Min Park, coautor do estudo.
Segundo o MIT, esta descoberta é fundamental porque sugere um caminho diferente para a supercondutividade, o que é importante para o desenvolvimento a longo prazo de eletrónicos com menores perdas e sistemas de energia mais eficientes. Também é útil para a tecnologia quântica, onde o controlo de fases eletrónicas incomuns é crucial.
“Uma boa compreensão de um supercondutor não convencional pode impulsionar a nossa compreensão dos demais”, disse Pablo Jarillo-Herrero, coautor do artigo. “Este conhecimento pode orientar o projeto de supercondutores que operam em temperatura ambiente, por exemplo, o que é uma espécie de Santo Graal em toda a área”, disse.
Referência da notícia
Experimental evidence for nodal superconducting gap in moiré graphene. 06 de novembro, 2025. Park, et al.