Doorbraak in supergeleiding: onderzoekers hebben een recordtemperatuur van −157°C onder normale druk bereikt. Een belangrijke stap richting elektriciteit zonder weerstand bij kamertemperatuur.
Onderzoekers van het Texas Center for Superconductivity (TcSUH) en de University of Houston (UH) hebben een doorbraak bereikt die de toekomst van energieopwekking, transmissie en opslag ingrijpend kan veranderen. Het team meldde een supergeleidende overgangstemperatuur van −157°C (151 Kelvin) onder normale druk, het hoogste ooit gemeten sinds de ontdekking van supergeleiding in 1911.
Volgens de studie, gepubliceerd in PNAS, verslaat dit de eerdere recordhouder, Hg1223, die in 1993 een overgangstemperatuur van −216°C (133 K) bereikte. Deze mijlpaal brengt wetenschappers een stap dichter bij het ultieme doel: supergeleiding bij kamertemperatuur.
Elektriciteit zonder weerstand
Supergeleiders geleiden elektriciteit zonder weerstand. In theorie kan dat leiden tot energie-efficiëntere stroomnetten, geavanceerde medische beeldvorming, snellere elektronica en zelfs fusie-energie. Het grote probleem: supergeleiding vereist extreem lage temperaturen, wat koeling kostbaar en ingewikkeld maakt.
Het verhogen van de overgangstemperatuur onder normale druk maakt supergeleiding veel praktischer en betaalbaarder voor dagelijks gebruik. Liangzi Deng, assistent-professor fysica bij TcSUH, zegt: “Zodra we het materiaal onder normale druk kunnen gebruiken, wordt het veel toegankelijker voor wetenschappers om bestaande instrumenten te gebruiken en nieuwe technologieën te ontwikkelen.”
Ook zonder permanente druk mogelijk
Het team gebruikte een methode genaamd pressure quenching, een techniek die ook bekend is uit de diamant-synthese. Hierbij wordt een materiaal onder hoge druk gekoeld en daarna snel gedecomprimeerd. Dit “vergrendelt” de verbeterde supergeleidende eigenschappen, waardoor het hogere Tc ook blijft bestaan nadat de druk is verwijderd.
Professor Paul Ching-Wu Chu benadrukt het verschil met eerdere pogingen: “Andere onderzoekers hebben laten zien dat supergeleiding bij kamertemperatuur onder druk mogelijk is. Onze methode laat zien dat het ook kan worden behouden zonder permanente druk.”
“Historisch moment”
Het ultieme doel van de onderzoekers is een overgangstemperatuur van 27,9°C (300 K), oftewel kamertemperatuur. Het huidige resultaat van −157°C is een significante stap in die richting. Rohit Prasankumar, directeur van supergeleidingsonderzoek bij Intellectual Ventures, noemt het dan ook een historisch moment.
“Supergeleiding bij kamertemperatuur wordt al meer dan een eeuw gezien als de ‘heilige graal’ van de wetenschap. Het resultaat van het UH-team laat zien dat dit doel dichterbij is dan ooit. Het zal een gezamenlijke inspanning vereisen van materialenwetenschappers, chemici, ingenieurs én fysici om deze kloof te overbruggen.”
Industrie heeft vertrouwen
Hoewel commerciële toepassingen nog ver weg zijn, opent deze doorbraak nieuwe wegen voor innovatie: denk aan verliesloze stroomoverdracht, sneller opladen van accu’s, geavanceerde MRI-scanners en zelfs nieuwe vormen van kwantumcomputing.
Financiering kwam van Intellectual Ventures, de staat Texas en diverse stichtingen, wat aantoont dat zowel de academische als de industriële wereld vertrouwen heeft in het potentieel van deze technologie. Het pad naar volledig bruikbare kamertemperatuur-supergeleiders is nog lang, maar deze recordtemperatuur laat zien dat het niet langer sciencefiction is.
