Es la capacidad de ciertos materiales para conducir una corriente eléctrica continua con resistencia prácticamente nula mediante la manifestación de un estado cuántico colectivo a escala macroscópica en el que los electrones se unen en una onda cuántica que se propaga por todo el material superconductor.
Recientes avances en esta materia han revelado que este fenómeno puede estar presente en una amplia gama de materiales cuando estos son construidos en láminas atómicas bidimensionales donde los científicos han determinado que manipulando estas láminas se puede cambiar el comportamiento entre conductores y aislantes. Esto ha permitido avanzar en el entendimiento de cómo los electrones emparejan basados en la teoría de Brandeen, Cooper y Schrieffe, galardonados con el premio Nobel de física en 1957 por su trabajo en esta materia y desde allí muchos otros también han sido reconocidos por su contribución al desarrollo de la superconductividad.
Al inicio se pensaba que solo existía bajo condiciones de enfriamiento a temperatura crítica qué es el umbral bajo el cual el material pierde su resistencia al flujo de corriente, pero ahora han avanzado las investigaciones de superconductividad que operan a temperaturas significativamente más altas incluso a la de ambiente. Además, se ha descubierto una línea de nuevos materiales que muestran superconductividad a temperaturas elevadas bajo alta presión y otros materiales que presentan características topológicas que pueden llevar a la creación de cúbits más robustos para la computación cuántica. También se ha encontrado uso de esta tecnología para la mejora de eficiencia en la transmisión de energía eléctrica y para el desarrollo de sistemas de energía renovable más eficientes.
Hay una serie de materiales prometedores como son los hidro metálicos como el hidruro de azufre y el hidruro de lantano igual que materiales basados en cobre, otros materiales basados en hierro y materiales topológico como el bismuto y tantalio.
Los desafíos que enfrentan los materiales superconductores son condiciones extremas que requieren condiciones de alta presión o temperaturas sumamente bajas para funcionar, lo cual limita su aplicabilidad en entornos prácticos. Otra limitación son los costos de fabricación de algunos materiales o las condiciones especiales que dificultan la producción en gran escala. La estabilidad y la durabilidad también tiene que ser analizadas junto con la escalabilidad que lo permita ser utilizados en aplicaciones comerciales y adaptada a los procesos de producción sin alterar sus propiedades superconductoras
En la actualidad se visualizan usos cómo la generación de energía con generadores más compactos y eficientes, lo que podría cambiar la forma que se produce y se distribuye esta. También puede ayudar a estabilizar la red eléctrica, permitiendo mejor gestión de la demanda y oferta de energía, especialmente en los sistemas de alta penetración de energía renovable.
Las aplicaciones prácticas que han acompañado a la superconductividad han permitido que se incluyen para los trenes de levitación magnética (Maglev) qué usan los superconductores para flotar sobre las vías, lo que permite un transporte más rápido y eficiente, eliminando la fricción. Este es el caso del tren que va entre el Aeropuerto y el centro de Shanghái en China, que llega prácticamente a velocidades de 500 km/h
Un uso totalmente distinto son los superconductores, que han sido fundamentales para crear los potentes imanes necesarios para los escáneres de resonancia magnética. (TAC) mejorando la resolución de las imágenes médicas.
Japón ha desarrollado sistemas de almacenamiento de energía utilizando superconductores para gestionar mejor la energía de fuentes renovables, principalmente después del desastre de Fukushima, tema crucial para las redes eléctricas modernas. También varios países europeos están explorando el uso de estos materiales en sus redes eléctricas para mejorar la eficiencia y estabilidad.
En la computación cuántica los superconductores son la clave en el desarrollo de los cúbits, que son la base de la computación cuántica, permitiendo el avance significativo en la capacidad de procesamiento de datos donde los cúbits son menos susceptibles a una de coherencia, lo que permite mantener el estado cuántico durante más tiempo y mejorar la estabilidad de los procesos. Seguramente veremos nuevos y acelerados avances con el desarrollo de las ciencias de materiales y su producción.