¡Rompen los límites! Los metales Kagome; los nuevos materiales superconductores que pueden revolucionar la electrónica

Desde hace varios años, los científicos andan en busca de materiales que sean capaces de lograr niveles de superconductividad nunca antes vistos. Esta vez, según lo publicado en la revista Nature Physics, investigadores japoneses y estadounidenses revelaron lo potentes que son los metales Kagome después de realizar una serie de experimentos.

La primera vez que se descubrió este tipo de metales fue entre los años 2018 y 2020, pero el nuevo seguimiento impulsará en mayores proporciones la física cuántica y ayudará en el futuro a que se construyan nuevos métodos para el transporte de electricidad. Ahora deben continuar con los estudios para entender su funcionamiento y darles un mejor uso.

Los metales Kagome; los nuevos superconductores que todos desean

Por las propiedades que contienen, desde su descubrimiento, estos metales han generado mucha curiosidad en los investigadores. El nombre de Kagome hace referencia al patrón entrelazado que utilizan los japoneses para tejer las canastas. Aun así, el mayor interés que tiene es que gracias a ellos se podrán estudiar a profundidad los fenómenos cuánticos, por lo que en el futuro habrá una explicación más clara.

Shedding light on the superconductivity of newly-discovered kagome metals https://t.co/oVoCAojndg

— Physics Portsmouth UK (@PhysicsPorts) November 8, 2022

Los científicos descubrieron que los metales Kagome reflejan dos estados electrónicos diferentes. Cuando se efectúa el cambio extremo de temperatura se rompe la simetría, es decir, no cambia de patrón. Queda o muy caliente o excesivamente frío, lo que lleva a que se produzcan retos adicionales que deben ser resueltos antes de darles el uso definitivo.

El siguiente trabajo del grupo de científicos, encabezados por los ingenieros Liang Wu y Yishuai Xu, es encontrar los motivos por los que surge la ruptura simétrica. Necesitan comprender las razones por las que los superconductores tienen un mejor comportamiento en temperaturas bajas extremas y la actuación de la onda de carga. Lo que refieren es que en tales circunstancias, la respuesta debería ser la misma sin importar la dirección que tenga.

Lo importante de estos hallazgos es que con este tipo de superconductores se podrán construir los potentes ordenadores cuánticos y ayudar a que su rendimiento sea óptimo. Además, se diseñarán máquinas de resonancia magnética, trenes flotantes, equipos electrónicos domésticos y masificar su uso en otras aplicaciones necesarias en la vida moderna.

¿Qué tan contaminante es el proceso para conseguir estos metales?

El diseño de estos materiales se realiza dentro de los laboratorios y los metales Kagome están elaborados con capas de hierro y estaño, que unidos forman un cristal capaz de transportar electricidad. Los átomos presentes permiten que sea utilizado con fines electrónicos de forma tridimensional, por lo que debería funcionar sin problemas en temperatura ambiente, cosa que hasta ahora no ha sido posible lograr.

El tema de los procesos para conseguir los metales necesarios es complicado. Por ejemplo, para la producción de hierro se generan una gran cantidad de emisiones atmosféricas, que llevan a la degradación de la tierra, el aire y el agua, debido a que los desechos con regularidad son arrojados a los mares y océanos. Claro está que la industria es fundamental en los países desarrollados y su uso es cada vez más frecuente.

Un país en el que se observan a gran escala los efectos es en India, donde se produce el llamado hierro esponja. Al armarlo se expelen al aire componentes tóxicos, muchos de los cuales terminan en el agua. Si se consume, su sabor es amargo, pero a la vez se crea una superficie aceitosa, por lo que deja de ser cristalina, causando un grave daño al medio ambiente aparte de afectar la vida de millones de personas. Aún así, las compañías mineras no toman las medidas apropiadas para disminuir el impacto.

Un reporte publicado por la BBC indica que además del daño ambiental, se debe sumar la pérdida de biodiversidad causado por la minería, aspectos que superan por mucho las ganancias que se obtienen. Según el investigador Víctor Maus, la superficie total de explotación es de unos 100.000 kilómetros cuadrados, el tamaño aproximado de algunos países pequeños en conjunto. De esa industria viven cerca de 100 millones de personas, por lo que no es una decisión fácil detener la extracción.

La minería está causando daños al ambiente, ecosistema y a la salud de las poblaciones que viven cerca. Es una práctica que genera daños irreversibles en los bienes naturales, afectando la calidad de vida de las generaciones presentes y futuras.#Retuit #Jotay #ACTuandoJuntas pic.twitter.com/t2dd1f0284

— JotayGuatemala (@JotayGuatemala) July 22, 2022

El segundo material principal es el estaño. Los países que mayor lo producen son Bolivia, Malasia, Indonesia, Tailandia y Nigeria. Su uso está muy extendido debido a sus propiedades anticorrosivas y resistencia. Por ejemplo, disminuye la fragilidad del vidrio, permite la fabricación de bronce, junto al plomo sirve para soldar y es aliado en la construcción de esmaltes cerámicos.

Estudios consultados demuestran que en 2006 se produjeron en el mundo más de 300 mil toneladas de estaño. Para saber el impacto negativo que tiene en las zonas en las que se efectúa el minado, hay que fijarse en lo que ocurre en la isla de Bangka. Las cuevas se han hecho muy profundas, lo que lleva a multiplicar la cantidad de accidentes fatales. Aparte, los salarios son muy bajos, no se da el equipo apropiado para la actividad y se causa un grave daño al ecosistema marino.

En el territorio de Bangka se comercializan cada año 80.000 toneladas de estaño, lo que da trabajo a unos 300.000 pobladores. A pesar de esto, según las palabras del activista Ratno Budi, el impacto ecológico es devastador. El agua se ve contaminada ya que se genera una sedimentación de 200 metros cúbicos debido a la arena. Aunque las empresas se han comprometido a sanear los espacios, son procesos muy lentos, que pueden tardar hasta una década.

Como se ve, aunque los nuevos materiales que se desarrollan permitirán avances tecnológicos a gran escala en las ciudades del primer mundo, hay poblaciones que viven en situaciones precarias debido a las malas prácticas de las empresas que se encargan de extraer los minerales. Al final, la calidad de vida se ve afectada y se destruyen espacios esenciales del planeta.