Teresa Puig Molina (Terrassa, 1966), física, especialista en materiales superconductores, única mujer entre los investigadores españoles, seleccionada en 2015 para el Consejo Europeo de Investigación para una subvención de 2,5 millones de euros.

Nacida en Terrassa en 1966, hizo la licenciatura en física (1989) y el doctorado (1994) en la universidad Autónoma de Barcelona. Hizo estancias en el extranjero durante la mitad de tiempo de doctorado y durante dos años más, en la etapa postdoctoral. Después volvió a España, consiguió una plaza de científico titular en el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) en el año 2000 y tuvo dos hijos. Esperó a tener una plaza fija para tenerlos, según declara en El País. Considera que ha tenido éxito en compaginar su vida personal y profesional. Está casada. Le gusta la música, tocar el piano y los deportes.

Ha desarrollado su carrera en diferentes centros de investigación: Universidad Autónoma de Barcelona, ​​Royal Institute of Technology de Estocolmo, Suecia, Trinity College de Dublin, Irlanda, universidad de Regensburg, Alemania, universidad Católica de Leuven, Bélgica y en el Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (ICMAB-CSIC). Jefe de departamento de Materiales Superconductores y nanoestructuras de Gran Escala del ICMAB-CSIC desde 2008, fue nombrada Profesora de Investigación en 2010. Bajo su dirección, el grupo ha alcanzado una posición de liderazgo mundial en crecimiento de láminas superconductoras de alta temperatura por deposición en solución química. El grupo ha dado lugar a una empresa tecnológica, Oxolutia, de la que la Fundación Repsol ha seleccionado un proyecto para fabricar células solares fotovoltaicas de bajo coste, mediante impresión 3D.

Ha trabajado en materiales superconductores de alta temperatura durante los últimos 25 años. Estos materiales tienen resistencia eléctrica cero y no provocan pérdida de corriente. Por eso son muy interesantes para hacer más eficiente la red eléctrica (actualmente las redes eléctricas tienen pérdidas del 10%) y para conseguir campos magnéticos muy intensos (por ejemplo, para hacer aerogeneradores un 75% más ligeros y un 50% más pequeños que los actuales), que no se pueden generar de otra manera.

Teresa Puig ha recibido los premios «Duran Farell» en busca tecnológica (2002) y el «Novare-Endesa» para la investigación y desarrollo en energía (2007). Ha sido la única investigadora que recibió en 2015 una «superbeca europea» del Consejo Europeo de Investigación (ERC-Advanced Grant), de 13 investigadores españoles premiados. La beca tiene una dotación de 2,5 millones de euros por un máximo de 5 años.

Teresa Puig se ha dedicado al estudio de la superconductividad de nanoestructuras de óxidos complejos. Como líneas principales de investigación del grupo que ella lidera, destacan sus contribuciones en el área de conductividad a alta temperatura (HTS, siglas en inglés):

- el análisis de la granularidad de los conductores recubiertos (CC, coated conductores en inglés), con una nueva metodología que se ha generalizado posteriormente,

- los mecanismos de crecimiento de películas de óxido de itrio, bario y cobre (YBCO) por deposición en solución química (CSD, siglas en inglés)

- nuevas aportaciones sobre el anclaje de vórtices de HTS

- cintas de nanocompuestos de YBCO por CSD, cada vez con mejores propiedades superconductoras.

Desde 2012, su grupo trabaja también en el campo de láminas de nanoestructuras de óxidos para memorias resistivas no volátiles (un nuevo tipo de memoria para computadores) y células fotovoltaicas.

La superbeca europea (ERC-Advanced Grant) de 2015 le está permitiendo desarrollar el proyecto para fabricar cintas superconductoras de alta temperatura, bajo costo, alto rendimiento y altas prestaciones. Esperan conseguir velocidades de crecimiento 100 veces superiores a las actuales en capas gruesas. Las cintas superconductoras sirven para fabricar conductores recubiertos (CC).

El transporte de energía eléctrica implica pérdidas del 10% en forma de calor, debido a la resistencia de los conductores. Utilizar superconductores eliminaría esta pérdida. Pero los superconductores a altas temperaturas (HTS) conocidos hasta ahora son de carácter cerámico, lo que dificulta la fabricación de hilos a partir de ellos. La utilización de cintas superconductoras en conductores recubiertos (CC) puede permitir superar esta dificultad.

A muy bajas temperaturas, algunos materiales como el plomo o el aluminio pierden la resistencia eléctrica, transformándose en conductores perfectos, sin pérdidas de energía. Además, los superconductores expulsan el campo magnético, según el efecto Meissner: cuando un campo magnético actúa sobre un superconductor, se generan en la superficie de este unos corrientes eléctricas que crean un campo magnético igual y opuesto al campo externo, que no deja penetrar éste en el material; la repulsión entre ambos campos magnéticos produce la levitación.

La superconductividad, según la teoría de Bardeen, Cooper y Schrieffer de 1957, es una manifestación de un estado cuántico colectivo en el que los electrones se unen en una onda que se extiende por todo el material. Esta teoría explica la superconductividad de los materiales conocidos hasta entonces, a muy bajas temperaturas, pero no la de los superconductores que se han ido descubriendo posteriormente, a temperaturas cada vez más altas.

Los superconductores pueden ser de:

- tipo I: en los que la superconductividad desaparece cuando son sometidos a una determinada intensidad de campo magnético externo Hc (intensidad crítica),

- tipo II: en los que, a partir de un cierto valor de campo magnético externo HC1 (intensidad crítica1), éste es capaz de penetrar a través de ciertas zonas de material, los vórtices o fluxons, manteniendo pero la resistencia nula . Si el campo magnético externo aumenta hasta un cierto valor HC2 (intensidad crítica 2), aparece resistencia eléctrica y el material deja de ser superconductor. El estado entre HC1 y HC2, que se llama estado mixto, permite utilizar estos superconductores para crear campos magnéticos muy intensos, de aplicación, por ejemplo, en grandes imanes utilizados en aceleradores de partículas, aparatos de resonancia magnética nuclear o generadores eólicos o hidráulicos. Otras aplicaciones de los superconductores están aún en desarrollo, como la conducción de electricidad con cables superconductores o los trenes que levitan. (9)

Consisten en,

- un sustrato metálico (por ejemplo niquel-tungsteno),

- una lámina de barrera (circonio de lantano) obtenida por deposición en solución química (CSD) y

- una lámina superconductora encima.

Las aplicaciones posibles de los CC incluyen generadores, motores, cables, imanes y muchos otros productos útiles. (10)

Un óxido de itrio, bario y cobre (YBCO) fue el primer material descubierto que presentaba superconductividad por encima de la temperatura de ebullición del nitrógeno (77 K). El YBCO era superconductor por debajo de 93 K, su temperatura crítica. El descubrimiento abría la posibilidad de mantener los superconductores a baja temperatura con nitrógeno líquido, de utilización habitual en aplicaciones criogénicas.

En los superconductores de tipo II, en el estado mixto, el campo magnético pasa por una especie de tubos, llamados vórtices, a través del material. El nombre de vórtice se debe a que la corriente del superconductor circula con movimiento espiral alrededor de ellos. Cuando la intensidad de campo magnético externo aumenta, los vórtices experimentan una fuerza que tiende a desplazarse hacia un lado, produciéndose una resistencia, con lo que el material deja de ser un superconductor perfecto. Determinadas impurezas presentes en el material, pueden anclar los vórtices haciendo que la intensidad de campo magnético crítica, HC2, aumente y permitiendo llegar a campos magnéticos más intensos.