Cientistas da ETH Zurique desenvolveram um íman supercondutor do tamanho da palma da mão que produz campos magnéticos até 42 Tesla, equiparável à potência de gigantes de laboratório. Esta descoberta usa materiais comercialmente disponíveis e requer potência mínima, podendo tornar tecnologias magnéticas avançadas mais acessíveis. A inovação visa melhorar técnicas de ressonância magnética nuclear para análise molecular.
Ímanes potentes são essenciais em áreas como imagem por MRI, aceleradores de partículas e fusão nuclear, mas os mais poderosos, feitos de supercondutores, são tipicamente enormes e intensivos em energia. Alexander Barnes e a sua equipa na ETH Zurique, na Suíça, mudaram isso ao criar um íman supercondutor compacto com apenas 3,1 milímetros de diâmetro. Os dispositivos são construídos enrolando fita fina de um material cerâmico chamado REBCO, que superconduta a temperaturas extremamente baixas. Quando correntes elétricas passam por estas bobinas, geram campos magnéticos potentes. Os investigadores compraram a fita REBCO a um fornecedor comercial e iteraram mais de 150 designs. Como explicou Barnes: «A nossa estratégia foi desenvolver e adotar uma abordagem de ‘falhar frequentemente e falhar depressa’.» O design final apresenta duas ou quatro bobinas em forma de panqueca, alcançando intensidades de campo de 38 Tesla com duas bobinas e 42 Tesla com quatro. Para contexto, um íman típico de frigorífico produz menos de 0,01 Tesla, enquanto os ímanes de campo estável mais fortes do mundo atingem cerca de 45 Tesla, mas pesam muitas toneladas e consomem até 30 megawatts de potência. Em contraste, o novo íman é mais pequeno do que uma mão e usa menos de 1 watt. O objetivo da equipa é aplicar este íman à ressonância magnética nuclear (RMN), uma técnica para determinar estruturas moleculares em fármacos e catalisadores industriais. Atualmente, a RMN é limitada pelo tamanho e custo dos ímanes necessários, mas esta versão compacta poderia alargar o acesso aos químicos. Os investigadores começaram a testá-lo numa configuração de RMN. Mark Ainslie, do King’s College London, elogiou a realização: «Produzir campos magnéticos acima de 40 Tesla tradicionalmente requer instalações muito grandes e dispendiosas, pelo que alcançar intensidades de campo semelhantes num dispositivo tão compacto usando fitas supercondutoras é significativo.» Acrescentou: «Sugere que ímanes de campo extremamente elevado possam tornar-se mais acessíveis a uma gama mais ampla de laboratórios no futuro próximo.» Contudo, permanecem desafios, incluindo garantir a uniformidade do campo e controlar o comportamento eletromagnético das bobinas. O trabalho é detalhado na Science Advances (DOI: 10.1126/sciadv.adz5826).
