Supergeleiders zouden een revolutie teweeg kunnen brengen in verschillende industrieën, waaronder elektriciteitsnetten, computers en energieopslag, vooral als er een materiaal kan worden gevonden dat supergeleidend is bij kamertemperatuur. Dit zou de geleiding van elektriciteit mogelijk maken zonder weerstand en zonder de noodzaak om af te koelen tot zeer lage temperaturen.
- Supergeleiding bij kamertemperatuur opent mogelijkheden voor toepassingen zoals weerstandsvrije stroomtransmissie.
- Onderzoek heeft de mogelijkheden aangetoond, maar sommige beweringen zijn weerlegd.
Terwijl de zoektocht naar dergelijk materiaal doorgaat, roept een onbevestigde publicatie twijfels op en voedt het de voortdurende discussie in de wetenschappelijke gemeenschap. In maart rapporteerde een onderzoeksgroep de ontdekking van een supergeleider bij kamertemperatuur, een lang verwachte doorbraak. Hun beweringen zijn tot op heden echter niet geverifieerd.
De oorspronkelijke ontdekking
In 2020 beweerden onderzoekers supergeleiding bij kamertemperatuur te hebben bereikt in een materiaal met zwavel, koolstof en waterstofhydride. Het materiaal zou supergeleiding vertonen bij een temperatuur van 15 graden Celsius onder hoge druk. Het tijdschrift Nature trok het artikel echter in vanwege zorgen over gemanipuleerde magnetische veldgegevens en problemen bij het reproduceren van het experiment. De onderzoekers verstrekten alsnog de ruwe gegevens na de intrekking, maar andere natuurkundigen betwijfelden of deze verenigbaar waren met het eerder gepubliceerde artikel.
Ondanks de controverse zijn wetenschappers het erover eens dat hydriden, inclusief die met koolstofadditieven, veelbelovend zijn voor de ontwikkeling van hogetemperatuursupergeleiders. Onderzoekers hebben een stikstof-gedoteerd lutetium hydride ontdekt dat supergeleiding vertoont bij kamertemperatuur en matige druk. Door de kristalroosterstructuur van het materiaal te stabiliseren met een kleine hoeveelheid stikstof, konden de onderzoekers de druk verlagen die nodig is voor supergeleiding.
Een nieuwe studie en verdere twijfels
Onderzoekers van de University of Illinois Chicago controleerden onlangs een kritische meting uit het oorspronkelijke onderzoek, waarover andere wetenschappers hun twijfels hadden geuit. Ze stelden vast dat de elektrische weerstand van het materiaal daalde wanneer het onder hoge druk werd afgekoeld, wat de oorspronkelijke bewering van supergeleiding bij kamertemperatuur ondersteunt. De resultaten leveren echter geen bewijs voor supergeleiding maar kunnen wel verder onderzoek aanmoedigen.
Hoewel sommige wetenschappers de nieuwe metingen als een belangrijke stap voorwaarts beschouwen in de zoektocht naar supergeleiders bij kamertemperatuur, blijven anderen voorzichtig. Lilia Boeri, professor aan de Sapienza Universiteit van Rome, gelooft dat het materiaal interessante elektronische eigenschappen kan vertonen, maar vraagt zich af of het echt supergeleiding aantoont volgens conventionele theorieën. Eva Zurek, een professor aan de Universiteit van Buffalo, is gedeeltelijk van mening veranderd en merkte op dat wijzigingen in de numerieke simulaties resulteerden in soortgelijke resultaten als in het oorspronkelijke onderzoek.
Alternatieve benaderingen
Terwijl de twijfels over het betwiste experiment aanhouden, werken andere onderzoeksgroepen aan alternatieve benaderingen om supergeleiding bij kamertemperatuur te bereiken. Eén zo’n groep is het team van de Universiteit van Rochester dat het met stikstof gedoteerde lutetiumhydride materiaal ontdekte. Ze richtten zich op het vinden van een materiaal dat een goede partner voor waterstof zou zijn en ontdekten dat lutetium, wanneer het gedoteerd was met stikstof, veelbelovende supergeleidende eigenschappen vertoonde. De kritische temperatuur voor supergeleiding steeg van -102 graden Celsius bij 0,5 gigapascal tot 20,8 graden Celsius bij 1 gigapascal.
Toepassingen
De ontdekking van een materiaal dat supergeleiding vertoont bij kamertemperatuur en bijna normale druk opent mogelijkheden voor toepassingen zoals consumentenelektronica, weerstandsvrije energieoverdracht en fusiereactortechnologieën. De voortdurende controverse rond de oorspronkelijke ontdekking benadrukt echter de noodzaak van verder onderzoek, samenwerking en grondige verificatie van experimentele resultaten om supergeleiders bij kamertemperatuur na te streven.
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
