Een team Koreaanse onderzoekers kondigde vorig jaar aan dat ze erin geslaagd waren een supergeleider op kamertemperatuur te maken: het beroemde LK-99. Echter, de eigenschappen van dit materiaal en zijn vermeende kenmerken konden nadien nooit betrouwbaar worden aangetoond.

In het nieuws: Twee teams van Chinese onderzoekers die samenwerken, hebben opnieuw hun aandacht gericht op LK-99.

• Ze publiceerden woensdagochtend een artikel waarin ze voorzichtig opmerkten dat hun replica van LK-99 “een mogelijk Meissner-effect” vertoonde, “dicht bij kamertemperatuur.”
• Hun replica verschilde van de andere replica’s door de aanwezigheid van zwavel. De originele LK-99 was in feite onbedoeld verontreinigd met zwavel, waar de oorspronkelijke auteurs zich niet van bewust waren. Alle latere replica’s bevatten daarom geen zwavel.
• We moeten echter voorzichtig zijn met de conclusies van de studie. “Het meest waarschijnlijke resultaat is dat apatietkristallen eenvoudigweg vreemde magnetische eigenschappen hebben bij lage magnetische veldintensiteiten en een overgang ondergaan bij temperaturen die dicht bij kamertemperatuur liggen”, schrijft Andrew Côté, een ingenieur die supergeleiders nauwlettend bestudeert.
• Apatietkristal is de naam die gegeven is aan de kristallijne structuur die je in de lucht ziet zweven. “Een veel opwindender, maar minder waarschijnlijke uitkomst is dat apatietkristallen uiteindelijk een vruchtbare onderzoekslijn opleveren voor de ontwikkeling van supergeleiders bij kamertemperatuur, wat betekent dat we de planeet Avatar niet hoeven binnen te vallen om unobtanium te vinden – we kunnen het in bulk produceren uit enkele van de meest voorkomende elementen op aarde – koper, zuurstof, lood en zwavel,” voegt de specialist eraan toe.

Wat is een supergeleider? Supergeleiding verwijst naar materialen die geen elektrische weerstand bieden. Dit betekent dat er geen energie verloren gaat. Deze materialen bestaan al, maar hun supergeleiding werkt bij zeer lage temperaturen, dicht bij het absolute nulpunt (-273,15°C). Vandaag zijn er tientallen van deze materialen bekend, met verschillende supergeleidbaarheidstemperaturen. De revolutie hier is dat LK-99 een supergeleidend materiaal bij kamertemperatuur zou zijn, waardoor het gemakkelijk en vooral kostenefficiënt kan worden ingezet. LK-99 is gebaseerd op een modificatie van een lood- en apatietstructuur. Onderzoekers hebben een klein deel van het lood vervangen door koperionen. Hierdoor zouden “supergeleidende kwantumputten” ontstaan in LK-99. Het doel is nu om dit materiaal te reproduceren en te bewijzen dat het de eigenschappen van een supergeleider bij omgevingstemperatuur bezit.

Hoe herken je het? Je moet een Meissner-effect waarnemen, een fenomeen dat elk magnetisch veld uit een supergeleider verdrijft, waardoor het materiaal gaat zweven ten opzichte van een magneet. Er zit echter een addertje onder het gras. Sommige zogenaamde “diamagnetische” materialen kunnen leviteren zonder supergeleider te zijn, zoals water of zelfs een kikker. Het verschil is dat je een gigantisch magnetisch veld nodig hebt om een paar druppels water te laten zweven. Supergeleiders daarentegen kunnen leviteren met een simpele magneet.

Waarom zou dit een echte revolutie zijn? Algemeen wordt aangenomen dat bij de transmissie van elektriciteit via hoogspanningslijnen ongeveer 10 tot 20 procent energie verloren gaat. Met een materiaal dat geen elektrische weerstand biedt en gemakkelijk te reproduceren is, zouden we aanzienlijk op elektriciteit kunnen besparen. Elektriciteit is de energie van de toekomst om onze planeet koolstofvrij te maken. Maar er zijn nog veel meer toepassingen waaronder kwantumcomputers, batterijen, treinen met magnetische levitatie en kernfusie.

Met dank aan Andrew Côté.