Superconductores de alta temperatura

En 1986 se descubrió la existencia de superconductividad en un óxido de cobre. Ello supuso una gran sorpresa, no sólo por la temperatura crítica a la que se producía la superconductividad (-235ºC, la mayor hasta la fecha), sino también porque la superconductividad aparecía en materiales cerámicos que conducen muy mal la electricidad. La estructura atómica de este material incluía capas de cobre y oxígeno, formando éstos una red cuadrada. Rápidamente se demostró que la superconductividad aparecía en otros materiales que poseían estas mismas capas de cobre-oxígeno a temperaturas de hasta -135ºC.

Desde entonces la comunidad científica ha hecho un gran esfuerzo para explicar el origen de la superconductividad en estos materiales, así como sus anómalas propiedades. A pesar del gran esfuerzo realizado durante más de 25 años no hay una teoría aceptada que explique por qué superconducen estos materiales. Entender el origen de la superconductividad de alta temperatura es uno de los principales retos de la ciencia actual.

El descubrimiento en 2008 de superconductividad de alta temperatura en materiales de hierro marcó un nuevo hito en la historia de la superconductividad. Estos materiales son junto a los óxidos de cobre las dos únicas familias de superconductores de alta temperatura.

Tanto los superconductores de cobre como los de hierro pueden superconducir a temperaturas superiores a -230ºC. Los óxidos de cobre son los únicos materiales conocidos que superconducen a temperaturas superiores a la de licuefacción del nitrógeno (-196ºC). Esta propiedad es muy importante para las aplicaciones ya que permite enfriar los materiales utilizando nitrógeno líquido, que es mucho más barato que el helio líquido que se utiliza para enfriar a temperaturas aún más bajas, cerca del llamado 0 absoluto (-273ºC). Sin embargo el carácter cerámico de estos materiales ha retrasado su utilización. Conseguir hilos con propiedades óptimas es muy costoso y difícil. Afortunadamente en los últimos años se han desarrollado métodos que mejoran y abaratan su fabricación y que permitirán su uso en cables, imanes, motores y otros dispositivos en el plazo de unos pocos años.