DE PRONTO EL TALIO JUEGA UN PAPEL IMPORTANTE

Algunos elementos químicos como el oro y el oxígeno tienen nombres conocidos por todo el mundo; no ocurre lo mismo con otros, como el neodimio y el lutecio. Pero de vez en cuando, de pronto pasa a ser noticia algún elemento que sólo era conocido por los químicos. Tal ha sido el caso del elemento químico talio.

El talio fue descubierto en 1861 por el físico británico William Crookes. Este estaba estudiando las longitudes de onda de luz proyectada por minerales calentados cuando observó una bella raya verde a una longitud de onda no registrada para ningún elemento conocido hasta entonces. Siguió la pista y aisló un elemento a la sazón desconocido y al que puso el nombre de «talio», de la palabra griega tallos, que significa «rama verde», en honor a la raya verde que le había puesto sobre la pista.

Pero no pareció que pudiese sacarse mucho partido del talio. Se parece bastante al plomo en sus propiedades. Es un poco más denso que éste y funde a una temperatura ligeramente más baja. Y es venenoso. De hecho, el talio se empleó ante todo (en 1920, casi sesenta años después de ser descubierto) como matarratas.

Pero ahora existe la cuestión de la superconductividad.

Algunas sustancias pierden toda resistencia eléctrica a temperaturas muy bajas, y esta propiedad puede ser de crucial importancia en varias ramas de la ciencia y de la tecnología. Se habla por ejemplo de superconductividad en relación con trenes de suspensión magnética, con rompedores de átomos más potentes, con ordenadores más pequeños y más rápidos, y con la fusión nuclear controlada.

Pero hasta 1986 no se conocía ninguna sustancia que fuese superconductora a temperaturas superiores a los 23 grados sobre el cero absoluto. Realmente esto es mucho frío, considerando que la temperatura corriente en una habitación es de unos 300 grados sobre el cero absoluto, y que la más cruda temperatura antártica es de 200 grados sobre el cero absoluto.

Pero hasta entonces sólo se habían probado metales para este fin. En 1986, dos científicos de Zurich, K. A. Mueller y T. G. Bednorz, ensayaron con ciertas sustancias cerámicas y encontraron superconductividad a temperaturas de 36 grados sobre el cero absoluto, lo cual les valió el Premio Nóbel en 1987.

La cerámica que estudiaron Mueller y Bednorz se basaba en el óxido de cobre. Parece que la superconductividad depende de que los electrones pasen a lo largo de capas conectadas de átomos de cobre y de oxígeno. Sin embargo, para obtener grados altos de temperatura, tienen que estar presentes otros tipos de átomos. Estos tienen que ser de elementos tales como el bario, el itrio y el lantano. En particular, parece que tienen que estar presentes átomos de un grupo de elementos llamados «tierras raras».

No se podía estar seguro de cómo funcionaría ninguna de estas mezclas cerámicas. Los químicos mezclaron diferentes óxidos (incluido el crucial óxido de cobre) en diferentes proporciones, y los cocieron a diferentes temperaturas durante tiempos diferentes, para ver qué ocurría. Era una química de «libro de cocina», y las mezclas no eran de fiar. Una mezcla particular podía ser superconductora a temperaturas bastante altas, una vez, y fallar lamentablemente en la hornada siguiente. Todo dependía de cómo fundían las partículas de cerámica con el calor.

Las temperaturas más altas que permitían la superconductividad seguían siendo de menos de 100 grados sobre el cero absoluto. (Se recibían informes ocasionales sobre temperaturas más altas, pero por lo visto estaban equivocados.) Desde luego, incluso una temperatura próxima a los 100 grados sobre el cero absoluto es sumamente elevada en comparación con las alcanzadas pocos años antes, pero todavía es menor que la que reina en la Antártida. Los científicos quieren superconductividad a temperaturas todavía más altas.

Entonces se le ocurrió a Alan Herman, un químico americano, probar los átomos de talio en vez de las tierras raras. Los átomos de talio tienen aproximadamente el mismo tamaño que los de aquéllas, y ocupan los mismos lugares en la estructura molecular.

En mayo de 1987 se descubrió que una cerámica sin tierras raras era superconductora a una temperatura de 80 grados sobre el cero absoluto.

La fórmula original requería óxidos de cobre, bario y talio, pero a primeros de 1988 Herman añadió un poco de calcio a la mezcla y obtuvo una temperatura superconductora de 105 grados sobre el cero absoluto. La mezcla conteniendo talio fue la primera que superó la marca de los 100 grados; nada que no contuviese talio lo había conseguido. Pareció que dependía en gran manera del número de capas de átomos de cobre-oxígeno que hubiese entre las capas de talio del contorno. La primera cerámica de talio había tenido una sola capa de átomos de cobre-oxígeno entre las de talio; la ulterior, con la más alta temperatura superconductora, tenía dos.

Evidentemente, era importante probar una cerámica con tres capas de cobre-oxígeno entre los contornos de talio, y al hacerlo se consiguió una temperatura superconductora de nada menos que 125 grados sobre el cero absoluto. No se sabe con certeza cuántas capas más pueden añadirse, y hay razones teóricas para suponer que la temperatura no puede aumentar indefinidamente. Sin embargo, si pueden embutirse diez capas de cobre-oxígeno junto con el talio y otros elementos, podrían alcanzarse temperaturas superconductoras tan altas como la de 200 grados sobre el cero absoluto. De esta manera se habría roto la barrera de la temperatura antártica.

De todos modos, el talio sigue siendo muy venenoso y tal vez demasiado peligroso para el empleo industrial. No obstante, aunque tal vez los científicos tengan que buscar otra sustancia para el mismo objetivo, el talio habrá jugado su papel en el avance de nuestra capacidad tecnológica.