Investigadors del Departament de Química de la UAB i de
l’Institut de Ciència de Materials de Barcelona (ICMAB-CSIC) són, aquests dies,
els primers usuaris del sincrotró ALBA de Cerdanyola. Els científics investiguen
les propietats magnètiques de nanopartícules que s’incorporen als materials
superconductors per a millorar-ne les seves propietats, una recerca orientada a
incrementar substancialment l’eficiència de la xarxa de distribució elèctrica.
El sincrotró ALBA s’estrena com a eina de recerca. De les 7 línies
experimentals que els científics podran utilitzar per analitzar les seves
mostres, la primera que s’ha posat en funcionament és la línia BOREAS, adreçada
a l’estudi de materials mitjançant espectroscòpia de raigs X. Els experiments,
que es duran a terme fins al proper diumenge 10 de juny, pretenen investigar el
comportament magnètic de determinades nanopartícules que milloren les propietats
de cintes superconductores, per tal que puguin transmetre amb molta eficiència
quantitats més grans de corrent elèctric.
Els investigadors del Departament
de Química de la UAB, Eduardo Solano i Josep Ros, conjuntament amb els
investigadors Jaume Gàzquez, Susagna Ricart i Teresa Puig, del grup de
Superconductors de l’Institut de Ciència de Materials de Barcelona (ICMAB-CSIC),
estan estudiant la nanoestructuració de capes superconductores de material
ceràmic superconductor (YBa2Cu3O7) a la qual s’incorporen nanopartícules d’òxids
metàl·lics. Aquest material es pot refrigerar amb relativa facilitat amb
nitrogen líquid per tal de mantenir les propietats superconductores i permet
transmetre el corrent elèctric d’un punt a un altre sense gairebé pèrdues, amb
una eficiència molt més gran que els cables elèctrics convencionals, la qual
cosa pot revolucionar la manera de transportar l’energia elèctrica.
En
experiments anteriors es va observar que la presencia de nanopartícules
generades “in situ” en les capes millora substancialment la capacitat
superconductora del material ja que fixen els vòrtex magnètics, uns remolins de
camp magnètic a l’interior del superconductor. Aquesta fixació produeix un
transport de corrent elèctric més eficient. En els estudis que es duen a terme
actualment, els investigadors de la UAB i del CSIC estan preparant capes
superconductores amb metodologies químiques de baix cost que contenen
nanopartícules d’òxids metàl·lics, principalment magnètiques, prèviament
preparades. Per tal de comprendre la influència d’aquests nanomaterials en el
comportament del material superconductor els investigadors necessiten conèixer
la naturalesa magnètica dels ions que formen les nanopartícules tant a dins com
a fora del superconductor.
Els investigadors de la UAB i de l’ICMAB-CSIC,
juntament amb el científic de línia d’ALBA, Manuel Valvidares, estudiaran amb
llum sincrotró diferents mostres per conèixer exactament les propietats
magnètiques de les nanopartícules de diferents tipus de ferrita i descobrir com
afecta això a l’ancoratge dels vòrtexs. Amb les dades obtingudes, els científics
podran optimitzar l’aplicació de les nanopartícules de ferrita per millorar les
propietats de les cintes superconductores.
El projecte ha estat un dels 50
escollits entre 203 propostes d’experiments per a utilitzar les set línies de
llum. D’aquestes propostes, 167 provenien d’Espanya, 30 d’altres països europeus
i la resta d’Àsia i dels Estats Units.
Ubicat al Centre Direccional de
Cerdanyola, el sincrotró ALBA -participat al 50% entre l’Administració de
l’Estat i la Generalitat de Catalunya- és un accelerador de 270 metres de
perímetre per on circulen electrons a una velocitat pròxima a la de la llum,
concretament, a una energia de 3 GeV i que produeixen una radiació
electromagnètica que s’utilitza per visualitzar mostres a nivell atòmic i
molecular i analitzar l’estructura de la matèria. Existeixen set línies de llum,
cadascuna d’elles especialitzada en una tècnica experimental diferent.
A la
convocatòria a usuaris per a l’any 2012, la primera que es realitza, s’han
registrat casi 300 grups d’investigació i més de 600 usuaris individuals, el que
es pot considerar un èxit important. Les línies de llum més demandades, en
número de propostes, han estat les especialitzades en “cristal·lografia de
proteïnes” i en “ciència de materials” (concretament, dedicada a la tècnica de
difracció de pols). Amb menys propostes però major número d’hores d’accés
sol·licitades, es troben les de raig X tous dedicades a l’estudi de superfície
de diferents materials i les seves interaccions, i a l’estudi de materials amb
propietats magnètiques i ferroelèctriques (la línia BOREAS que ara es posa en
funcionament). La quantitat de propostes rebudes situa el sincrotró ALBA al
mateix nivell que altres instal·lacions científiques similars.
