Stroom zonder energieverlies: deze truc brengt supergeleiders dichter bij de praktijk

Onderzoekers van de Zweedse Chalmers University of Technology hebben een manier gevonden om supergeleiding mogelijk te maken bij hogere temperaturen en in sterke magnetische velden. Dat waren tot nu toe twee van de grootste obstakels die praktisch gebruik in de weg zaten.

Een supergeleider is een materiaal dat stroom geleidt zonder elektrische weerstand. Er gaat dus geen energie verloren als warmte.

Er zijn al een aantal supergeleiders bekend. Het grootste probleem is echter dat die alleen werken bij extreem lage temperaturen van -200 graden Celsius of zelfs nog lager. Sterke magnetische velden kunnen de supergeleidende toestand bovendien vernietigen. Daarom vind je supergeleiders niet terug in je laptop, maar enkel in het lab.

Aangepast oppervlak

De Zweedse onderzoekers hebben in een studie in het vakblad Nature Communications beschreven hoe zij dit probleem oplossen. Normaal gezien passen onderzoekers de chemische samenstelling van materialen aan om supergeleidende effecten te krijgen. In plaats daarvan besloten de Zweden enkel het oppervlak aan te passen waarop de supergeleider groeit.

Concreet behandelden ze een ondergrond van magnesiumoxide in een vacuüm op hoge temperatuur. Daarbij ontstond een geordend patroon van minuscule richels en dalen. Dat patroon stuurt hoe de atomen van de supergeleidende laag (een koperoxide van slechts enkele nanometers dik) zich nestelen. Daardoor wordt de supergeleiding stabieler en sterker.

Nog een lange weg te gaan

Een belangrijke caveat is dat het hier niet om supergeleiding op kamertemperatuur gaat. De supergeleiding treedt op bij temperaturen van maximaal 90 kelvin, omgerekend zo'n −183 graden Celsius. Dat ligt rond de temperatuur van vloeibare stikstof.

Toch is dit een grote stap vooruit. Onderzoekers weten nu dat ze betere prestaties kunnen halen uit bestaande materialen. Dat kan op termijn onder meer zorgen voor betere medische scanners en efficiëntere magneten.