Na rewolucję w energetyce jeszcze poczekamy. Nowe wieści w sprawie głośnego odkrycia

Przewodniki, półprzewodniki i… nadprzewodniki

O ile zagadnienia przewodnictwa większość pamięta jeszcze ze szkoły, zaś materiały półprzewodnikowe wykorzystujemy na ogromną skalę w każdym urządzeniu wyposażonym w procesor, tak relatywnie niewiele mówi się o nadprzewodnictwie. Niesłusznie, gdyż jest to stan materiałów, które po upowszechnieniu mogą doprowadzić do niemałej rewolucji energetycznej . O ile jednak z przewodnikami i półprzewodnikami mamy do czynienia na co dzień, tak nadprzewodniki napotkać można głównie w specjalistycznych laboratoriach. Dlaczego?

Nadprzewodniki to materiały o zerowej rezystencji – nie mają żadnego oporu. W przeciwieństwie do przewodników mamy więc do czynienia z sytuacją, w której energia odebrana za pośrednictwem nadprzewodnika będzie zawsze równa tej, która została początkowo wysłana. Nietrudno wyobrazić sobie ogromne konsekwencje takiego stanu rzeczy – choćby w przypadku linii wysokiego napięcia straty wynikające z rezystencji sięgać mogą do 30% . Nadprzewodniki mogłyby ten problem wyeliminować.

Nadprzewodnictwo w temperaturze pokojowej

Problem w tym, że dotychczas badane nadprzewodniki (m.in. stopy ołowiu czy rtęci), aby wykazywać cechę zerowego oporu, musiały być schładzane do bardzo niskich temperatur , tzw. temperatur krytycznych. Ich szersze zastosowanie w energetyce było więc mało praktyczne i wiązało się z wysokimi kosztami – budowa infrastruktury, która pozwalałaby nadprzewodnikom działać była zwyczajnie bardziej kosztowna niż oszczędności, jakie można byłoby poczynić, zapewniając jej zerową rezystencję.

Nie powinno więc dziwić zainteresowanie, jakim obdarzono badania naukowców z Seulu. Według ich wstępnych ustaleń udało się uzyskać bazujący na miedzi, ołowiu tlenie i fosforze krystalit LK-99, który stan nadprzewodnictwa osiąga w temperaturze pokojowej i utrzymuje go aż do temperatury 127°C , czego dowodem, rzecz jasna oprócz spadku rezystencji, miała być lewitacja magnesu nad materiałem. Wszystko to w ciśnieniu otoczenia, bez konieczności zapewniania specjalnych warunków. Dzięki LK-99 zyskalibyśmy (czy raczej przestalibyśmy tracić) nawet ⅓ produkowanej energii.

LK-99 poddany probie

Nie powinno więc dziwić, że po publikacji wyników trwających od niemal ćwierć wieku badań zespoły badawcze z całego świata zdecydowały się zsyntezować LK-99 i samodzielnie zweryfikować, czy krystalit faktycznie nadprzewodzi w temperaturze pokojowej. Z podsumowania opublikowanego na łamach „Nature” wiemy już, że spostrzeżenia badaczy z Uniwersytetu Koreańskiego niestety były chybione .

Na badanie właściwości LK-99 zdecydowali się między innymi naukowcy z Uniwersytetu Pekińskiego i Chińskiej Akademii Nauk, ale także z Instytutu Badań Ciała Stałego im. Maxa Plancka w Stuttgarcie oraz Uniwersytetu Kalifornijskiego. Ich wnioski są podobne – LK-99 nie jest nadprzewodnikiem, lecz izolatorem . W błąd koreańskich badaczy wprowadziły zanieczyszczenia materiału siarczkiem miedzi, które doprowadziły do znacznego spadku oporności, niemniej o nadprzewodzeniu w temperaturze pokojowej nie może być mowy.

Poszukiwania trwają

Nie udało się także odtworzyć lewitacji wynikającej z efektu Meissnera. To wspomniane już zjawisko lewitacji, stanowiące w przypadku badań nad nadprzewodnikami swoisty papierek lakmusowy: jeśli magnes lewituje nad materiałem, to materiał ten jest nadprzewodnikiem . Wszystko jednak wskazuje, że uzyskana przez koreańskich badaczy lewitacja wynikała nie z efektu Meissnera, lecz najpewniej z wykorzystania materiałów ferromagnetycznych. Zespoły z Chin, laboratoriów europejskich i amerykańskich, jak i grono teoretyków przemawiają jednym głosem: na nadprzewodniki działające w temperaturze pokojowej musimy jeszcze poczekać.