Wetenschappers zijn al jaren op zoek naar materialen die perfect elektriciteit geleiden bij kamertemperatuur. Hoewel er vorderingen zijn gemaakt, blijft deze zoektocht uitdagend en is deze bezaaid met controverses en gefaalde experimenten.
Zoektocht naar supergeleiders op kamertemperatuur
Natuurkundigen zoeken al lang naar materialen die in normale omstandigheden perfect elektriciteit geleiden, ook wel bekend als supergeleiders op kamertemperatuur. Deze zoektocht is echter vol met mislukte experimenten en wetenschappelijke controverses. Het creëren van een dergelijk materiaal zou een enorme impact hebben, omdat het de energiekosten van elektronica aanzienlijk zou verlagen.
De ontdekking van supergeleiding begon meer dan een eeuw geleden, toen de Leidse natuurkundige Heike Kamerlingh Onnes merkte dat een kwikdraad bij -269 graden Celsius zijn elektrische weerstand verloor. Niet lang daarna ontdekten wetenschappers dat ook lood en bepaalde legeringen van niobium en tin supergeleidend waren onder extreem lage temperaturen. Voor deze ontdekking kreeg Kamerlingh Onnes de Nobelprijs voor Natuurkunde.
Supergeleiders worden al gebruikt in deeltjesversnellers, MRI-scanners en quantumcomputers. Als ze geen koeling nodig hadden en eenvoudiger te produceren waren, zouden de toepassingen van supergeleiders nog verder kunnen toenemen. Ze zouden bijvoorbeeld energietransport in het elektriciteitsnet efficiënter en milieuvriendelijker kunnen maken en kunnen bijdragen aan de ontwikkeling van compactere, commercieel interessante kernfusiereactoren.
Uitdagingen bij het creëren van supergeleiders op kamertemperatuur
Het creëren van een supergeleider op kamertemperatuur blijft een uitdaging. De BCS-theorie geeft geen recept om supergeleiders te maken onder verschillende omstandigheden. Ondanks enige vooruitgang bij het identificeren van materiaaleigenschappen gerelateerd aan supergeleiding, blijft het vooral een kwestie van proberen en testen met verschillende materiaalcombinaties.
Controverse rond kamertemperatuur supergeleiders
Eerdere claims over het ontdekken van supergeleiders op kamertemperatuur hebben veel kritiek gekregen. Onderzoekers hebben supergeleiding gemeld bij verschillende materialen onder extreem hoge druk en bij temperaturen boven het vriespunt, maar deze resultaten zijn niet bevestigd door andere wetenschappers en hebben geleid tot veel discussie binnen de wetenschappelijke gemeenschap.
Nieuwe supergeleider kandidaat: LK-99
Recent heeft een team van wetenschappers een nieuw materiaal genaamd LK-99 getest, dat gemaakt is door verbindingen van lood, zuurstof, zwavel en fosfor te mengen. Hoewel de eerste resultaten veelbelovend zijn, met bijna nul weerstand bij 30 graden Celsius, moeten deze bevindingen nog bevestigd worden door onafhankelijke onderzoekers. De claims van het team zijn voorlopig met scepsis ontvangen.
