Belangrijkste leerpunten
- Wetenschappers melden dat ze hun lang gezochte doel hebben bereikt om een materiaal te creëren dat werkt als een supergeleider bij kamertemperatuur.
- Supergeleiders op kamertemperatuur kunnen worden gebruikt in vele vormen van consumentenelektronica, transport en andere technologieën.
- De ontdekking zal geen onmiddellijke praktische toepassingen hebben vanwege het moeilijke productieproces, zeggen experts.
Het lang gezochte doel om een supergeleider te vinden die bij kamertemperatuur werkt, is bereikt, wat veelbelovend is voor toekomstige toepassingen in persoonlijke elektronica en andere technologieën, zeggen onderzoekers. Wetenschappers zeggen dat ze een materiaal hebben gemaakt dat elektriciteit kan geleiden zonder weerstand bij 58 graden Fahrenheit, volgens een artikel dat vorige week is gepubliceerd. Indien bevestigd, zou het nieuwe materiaal een grote vooruitgang kunnen zijn ten opzichte van eerdere bevindingen die supergeleiding alleen vonden bij temperaturen ver onder nul graden. Hoewel er obstakels blijven bestaan, kan de ontdekking leiden tot exotische nieuwe technologieën, zeggen experts. “Het is mogelijk dat supergeleiders een revolutie teweeg kunnen brengen in het transport met levitatie en een supergeleidend raster”, zei Ashkan Salamat, een co-auteur van het artikel, en een fysicus van de gecondenseerde materie aan de Universiteit van Nevada, Las Vegas, in een telefonisch interview. “We zouden apparaten kunnen miniaturiseren en we kunnen nadenken over het miniaturiseren van batterijen of het elimineren van batterijen. Het denken aan de blauwe lucht is eindeloos.”
Hoverboarden door supergeleiders?
Mogelijke toepassingen voor dit soort materiaal zijn bijna eindeloos. Supergeleidende circuits bij kamertemperatuur “zouden geen energie verliezen en kunnen werken zonder dat ze opnieuw hoeven te worden opgeladen”, zei Shanti Deemyad, hoogleraar natuurkunde aan de Universiteit van Utah, in een e-mailinterview. “Bovendien kunnen we ze gebruiken bij het maken van supergeleidende logische circuits die veel sneller zijn dan wat we momenteel hebben.” “We zouden apparaten kunnen miniaturiseren en we kunnen nadenken over het miniaturiseren van batterijen of het elimineren van batterijen.” Wetenschappers jagen al meer dan een eeuw op supergeleiders omdat ze veelbelovend zijn voor allerlei soorten technologieën. In normale draden vormt zich elektrische weerstand wanneer elektronen tegen de atomen slaan waaruit het metaal bestaat. In 1911 bewezen onderzoekers echter dat onder de juiste omstandigheden materialen kunnen worden vervaardigd die geen weerstand hebben. Deze werden toen “supergeleiders” genoemd.
Het effect dat supergeleiders aandrijft, produceert ook een elektrisch veld waardoor voertuigen over supergeleidende rails kunnen zweven, zei Salamat. Helaas zijn alle supergeleiders die tot nu toe zijn ontdekt niet praktisch. “De tot nu toe bekende materialen moeten worden gekoeld met vloeibare stikstof of helium om supergeleid te worden”, zei Eva Zurek, hoogleraar scheikunde aan de universiteit van Buffalo, in een e-mailinterview. “Als gevolg hiervan zijn hun toepassingen beperkt. Desalniettemin worden ze gebruikt als supergeleidende magneten, in MRI-machines, in supergeleidende hoogspanningslijnen waar energie niet verloren gaat aan weerstand, en in magnetische levitatietreinen.”
Niet binnenkort beschikbaar voor Best Buy
De nieuwste ontdekking van supergeleiders heeft een groot nadeel: het moeilijke proces waarbij het materiaal onder enorme druk wordt gemaakt, betekent dat het slechts in kleine hoeveelheden kan worden geproduceerd. Koolstof-zwavel en waterstof worden in een apparaat geplaatst en samengeperst bij 40.000 atmosfeer, zei Salamat, eraan toevoegend “dan doen we een fotochemische reactie, zodat we een groen licht laten schijnen, zodat ze uiteindelijk dit zeer complexe, organische grote raamwerksysteem maken.”
Het grootste obstakel waarmee onderzoekers worden geconfronteerd om een meer praktische supergeleider te maken, is het verminderen van de druk waarmee het materiaal wordt geproduceerd, zei Zurek. “Toen elektriciteit werd ontdekt, hadden we niet alle toepassingen kunnen voorzien”, voegde hij eraan toe. “Evenzo denk ik dat een supergeleider op kamertemperatuur toepassingen zal opleveren die op dit moment volledig revolutionair en onvoorstelbaar zijn.” Verwacht echter niet dat de recent ontdekte supergeleider in je laptop zal verschijnen, zeggen experts. “De tot nu toe bekende materialen moeten worden gekoeld met vloeibare stikstof of helium om supergeleid te worden. Daardoor zijn hun toepassingen beperkt.” “In zijn huidige vorm zie ik geen directe praktische toepassing voor dit materiaal, maar dit is wat we ‘bewijs van principe’-observatie noemen en een zeer robuuste meting die ons kan helpen bij het vinden van supergeleidende materialen bij hoge temperaturen bij meer toegankelijke drukken,” zei Deemyad . “Als we de kritische druk zelfs maar met een orde van grootte kunnen verlagen, kan ik me daar veel praktische toepassingen voor voorstellen.” Salamat zegt dat zijn team werkt aan een supergeleider die gemakkelijker te produceren is. “Over een maand komt er weer een krant uit waarin we de op een na hoogste temperatuur hebben”, voegde hij eraan toe. Totdat Salamat en zijn collega-onderzoekers een supergeleider kunnen maken die iets praktischer is, zullen hoverboards niet in de winkels liggen. Maar het nieuwe onderzoek bewijst dat wetenschappers dichter bij de dag komen waarop supergeleiders een onderdeel van het dagelijks leven zouden kunnen zijn.
