Primer experiment al sincrotró ALBA
07/06/2012
El sincrotró ALBA s’estrena aquests dies 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 presència 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.
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 quasi 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.