Los superconductores.

En esta entrada voy a resolver un ejercicio de la página 110 de mi libro de tecnología. Pero, antes me gustaría enseñaros un vídeo sobre la superconductividad.

Todos los cuerpos están compuestos por átomos, desde una tabla de madera hasta un cable de cobre,  y los átomos contienen electrones. Si la corriente eléctrica se define por el movimiento de los electrones, ¿qué impide moverse a los electrones en un material aislante?

Un aislante eléctrico es un material con escasa capacidad de conducción de la electricidad, utilizado para separar conductores eléctricos evitando un cortocircuito y para mantener alejadas del usuario determinadas partes de los sistemas eléctricos que de tocarse accidentalmente cuando se encuentran en tensión pueden producir una descarga. Los más frecuentemente utilizados son los materiales plásticos y las cerámicas. Todos los electrones se encuentran fuertemente ligados a sus átomos respectivos, ya que forman parte de los enlaces atómicos que configuran su estructura interna. En consecuencia, los electrones no se pueden mover, es decir, no existen electrones libres, y esto impide que pueda pasar la corriente eléctrica a través del material aislante.

Investiga en la web sobre las razones que hacen que algunos materiales conduzcan mejor la electricidad que otros. ¿Qué teorías se plantean actualmente para explicar el comportamiento de los electrones en un aislante, un conductor y un semiconductor?

Los conductores son  materiales cuya resistencia al paso de la electricidad es muy baja. Los mejores conductores eléctricos son metales, como el cobre, el oro, el hierro y el aluminio, y sus aleaciones, aunque existen otros materiales no metálicos que también poseen la propiedad de conducir la electricidad, como el grafito o las disoluciones y soluciones salinas (por ejemplo, el agua de mar) o cualquier material en estado de plasma.
Los metales son materiales sólidos compuestos por un bloque interno muy compacto, rodeados por una «nube» de electrones. Los electrones que forman esta nube se encuentran desligados de sus átomos, es decir, se trata de electrones « libres » que pueden moverse fácilmente.Esta es la razón por la que los metales son buenos conductores de la corriente eléctrica, pues los electrones se pueden desplazar fácilmente a través de ellos.

El semiconductor es un elemento que se comporta como un conductor o como un aislante dependiendo de diversos factores, como por ejemplo el campo eléctrico o magnético, la presión, la radiación que le incide, o la temperatura del ambiente en el que se encuentre.
En condiciones normales son aislantes y no dejan pasar la corriente eléctrica, pero bajo ciertas circunstancias, si reciben energía externa, pueden pasar a ser conductores. Los materiales semiconductores pueden ser intrínsecos o extrínsecos.

En los materiales conductores, la resistencia que encuentra la electricidad es muy baja, pero no es nula. Sin embargo, algunos materiales, en ciertas circunstancias, son capaces de conducir la corriente eléctrica con resistencia y perdida de energía cero: son los llamados superconductores.
Haz una lista de materiales superconductores con las propiedades de cada uno y expón las condiciones del medio que rodea a este material para que se dé la superconductividad.

Se denomina superconductividad a la capacidad intrínseca que poseen ciertos materiales para conducir corriente eléctrica sin resistencia ni pérdida de energía en determinadas condiciones.La superconductividad fue descubierta en 1911 por el físico holandés Heike Kamerlingh Onnes, quien observó que la resistencia eléctrica del mercurio desaparecía al llegar a los 4 K(-269°C). La superconductividad se ha observado en diferentes tipos de materiales como el aluminio, estaño y otras aleaciones, sin embargo, esto no ocurre en metales nobles como el oro y la plata ni en la mayoría de los metales ferromagnéticos.

Algunos de los materiales superconductores más famosos son:

1.El aluminio su ligereza (sobre un tercio del peso del cobre y el acero), resistencia a la corrosión (característica muy útil para aquellos productos que requieren de protección y conservación), resistencia, es un buen conductor de electricidad y calor, no es magnético ni tóxico, buen reflector de luz (idóneo para la instalación de tubos fluorescentes o bombillas), impermeable e inodoro, y muy dúctil. Además, el gran atractivo es que se trata de un metal 100% reciclable, es decir, se puede reciclar indefinidamente sin que por ello pierda sus cualidades. 
Es un superconductor de tipo I, son superconductores que en presencia de un campo magnético establecen corrientes superficiales que impiden que dicho campo penetre en el material; este fenómeno se conoce como efecto Meissner.

2.El estaño es un metal muy dúctil y maleable a 100ºC. De color blanco plateado, a bajas temperaturas se convierte en una forma alotrópica que es un polvo grisáceo (estaño gris). Esta transformación habitualmente se conoce como enfermedad o peste del estaño. Cuando se dobla una barra de estaño emite un sonido que se conoce como grito del estaño. Este sonido se produce por la fricción de los cristales. 
Los superconductores de tipo II son aquellos materiales que en lugar de pasar bruscamente del estado superconductor al estado normal (como sí hacen los de tipo I), van gradualmente de uno a otro.

3.El mercurio. Algunas de sus propiedades son su elevada dureza, el tener puntos de ebullición y fusión elevados y ser buenos conductores de la electricidad y el calor.El estado del mercurio en su forma natural es líquido. El mercurio es un elmento químico de aspecto blanco plateado y pertenece al grupo de los metales de transición. El número atómico del mercurio es 80. El símbolo químico del mercurio es Hg. El punto de fusión del mercurio es de 234,32 grados Kelvin o de -38,83 grados celsius o grados centígrados. El punto de ebullición del mercurio es de 629,88 grados Kelvin o de 356,73 grados celsius o grados centígrados.
El mercurio también es un superconductor de tipo I, es decir, establece corrientes superficiales que impiden que un campo magnético penetre en el material.

Algunos materiales como el bario, litio y el óxido de cobre se vuelven superconductores cuando están expuestos a nitrógeno líquido.Me parece bastante interesante la historia y la evolución de la superconductividad, por lo que os dejo un vídeo.

Un saludo y espero que os haya gustado mucho esta entrada en la que os hablo de los materiales superconductores y de sus características.