O Físico Química

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Sobre as aplicações vale destacar que o material para ser atraente para aplicações tem que ter temperatura de transição o mais elevado possível, suportar campos magnéticos mais alto possível, e neste outro eixo de J, que é a densidade de corrente seja as mais altas possíveis, ou seja  está superfície, está rede azul representa a superficie crítica que separa a região normal acima e a supercondutora abaixo, então quanto maior esta superfície, significa que o material é mais interessante para uso aplicado.

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As aplicações tecnológicas dos materiais supercondutores estão

relacionadas basicamente com as quatro vantagens que eles têm

sobre os condutores normais:(apresentar as 4 aplicações indicadas no slide).

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• As aplicações dos supercondutores em pequena escala em geral estão relacionadas

à construção de dispositivos para circuitos eletrônicos, porém sua aplicação industrial

ainda é escassa, pois alguns fatores ainda dificultam sua utilização como: dificuldade de

reprodução, pouca confiabilidade, os altos custos na produção das ligas supercondutoras,

a complexidade das técnicas de resfriamento entre outros. No primeiro grupo estão as: (está nos slides).

• Nas aplicações em grande escala destacam-se: os os supercondutores de alta temperatura crítica e os eletroímãs magnéticos, entre outros.No primeiro grupo estão as: (está nos slides).

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• Ao percorrer o anel supercondutor a corrente cria um fluxo magnético, que atrav-

cessará a área delimitada do anel, e quando é aplicado um campo magnético externo a corrente denominada crítica é modulada com período equivalente a um quantum de fluxo magnético.

• O dispositivo SQUID é utilizado principalmente para detectar a presença de pequenos campos magnéticos e sua aplicação inclui dispositivos lógicos ultra-rápidos, ressonância

nuclear magnética (RNM), computação quântica entre outros.

• Na medicina o SQUID pode ser usado em equipamentos eletrônicos para detectar os

campos magnéticos gerados pela corrente elétrica durante a atividade elétrica cerebral,

ver Figura 4-2, ou até mesmo usados para detectar atividades patológicas do coração.

• Essa técnica permite localizar regiões funcionais do córtex cerebral, camada mais

externa do cérebro, com uma resolução parcial superior a da eletroencefalograma e

Também avalia a integridade das vias de transmissão dos sinais. Com relação às aplicações

clínicas, se destacam a localização funcional pré-cirúrgica e a localização da atividade

epiléptica [41].

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O acoplamento entre um circuito com supercondutores e um circuito com semicondutores nem sempre é possível, principalmente por causa da incompatibilidade térmica entre estes dois tipos de materiais e também pelo acoplamento de impedâncias que é um fator que limita as possibilidades da utilização mista de circuitos com semicondutores e circuitos com supercondutores. No entanto, para diversas aplicações especiais da chamada Microeletrônica é conveniente usar supercondutores, ainda que pagando o preço da liquefação do hélio ou do nitrogênio.

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• Em física do estado sólido, é comum estudar dispositivos de enorme aplicação baseados em junções (materiais sanduichados) envolvendo materiais diferentes como: metais, isolantes e semicondutores. Um exemplo típico desse tipo de dispositivo, com enorme impacto pelas suas aplicações, é o transistor. Em todos os casos, o comportamento da corrente elétrica na junção em função da tensão aplicada é determinado pelas propriedades das partículas responsáveis pela corrente, ou seja, pelos seus portadores
• Uma das mais importantes aplicações da junção Josephson é no dispositivo

denominado S.QU.I.D (da sigla em inglês para superconducting quantum interference

device). Ele é formado por duas junções Josephson conectadas em paralelo

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• Uma das possíveis aplicações mais importantes da eletrônica supercondutora é para o projeto de um supercomputador digital com velocidade das operações elementares muito maior que os computadores convencionais.
• Esse projeto se justifica pelo fato de que em muitas áreas são necessárias uma grande velocidade do processamento eletrônico do

computador como na Física Nuclear e na Biofísica (que necessitam de um grande número de cálculos na solução numérica das equações envolvidas nestas pesquisas)

• Os atuais computadores permitem realizar, em média, cerca de 1 milhão de operações elementares por segundo, um computador digital supercondutor, segundo Matisso [42], poderia executar cerca de 1 bilhão de operações elementares por segundo. Isso seria possível mediante a utilização de chaves com junções Josephson, além de outros dispositivos supercondutores como: os, conectores e chips com interconexões feitas com películas supercondutoras.

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• A conformação dos cupratos supercondutores é feita mediante a técnica PIT, powder

in tube, o processo é feito reduzindo o material a pó e embutindo o mesmo num tubo

metálico que será extrusado 12 na forma de um o. Em seguida a amostra passa por um

processo de recozimento em alta temperatura. Porém devido à ligações fracas entre os

grãos e a aleatoriedade orientacional degradam a corrente crítica, tornando os cupratos

supercondutores pouco atraentes para as aplicações tecnológicas.

• O composto MgB2 tem sido o mais promissor com relação às aplicações tecnológicas, pois os efeitos da granularidade não diminuem tanto a densidade de correntes elétricas. Além disso, ainda hoje são usados os supercondutores de Nb3Sn, NbZr e Nb Ti nos equipamentos de ressonância magnética de laboratório de pesquisa e de

hospitais entre outros [43].

• O maior cabo supercondutor do mundo está prestes a ser instalado na Alemanha

unindo duas subestações da cidade de Essen. O cabo supercondutor terá 1km de extensão e foi projetado para uma capacidade de transmissão de 40MW e será formado por seções concêntricas operando a 10 kV , conforme Figura 4-3. Esta instalação também será a primeira a usar um sistema de proteção contra sobrecargas com um limitador de corrente. Os custos do projeto e da pesquisa são de aproximadamente de 13; 5 milhões de Euros.