Kemajuan Dalam Superkonduktivitas Membuka Jalan Bagi Revolusi Teknologi Baru

Batasan Superkonduktivitas

Listrik telah menjadi salah satu teknologi paling transformatif dalam sejarah, memungkinkan transmisi energi yang sangat berguna dalam jarak jauh. Namun, setiap sistem listrik menghadapi hambatan listrik, yang menghasilkan panas ketika arus listrik diterapkan.

Alternatifnya adalah bahan superkonduktif. Bahan superkonduktif memiliki hambatan listrik nol, yang memungkinkan arus yang sangat kuat digunakan tanpa menghasilkan panas atau medan magnet yang kuat.

Tanpa superkonduktivitas, banyak teknologi modern tidak akan mungkin, termasuk akselerator partikel, MRI, dan kereta maglev.

Masalahnya adalah bahwa semua aplikasi ini berdasarkan pada superkonduktivitas suhu rendah, di mana bahan-bahan tersebut hanya superkonduktif ketika didinginkan hingga suhu rendah seperti 20°K/-253°C/-423°F, termasuk dengan helium cair.

Untuk beberapa aplikasi seperti magnet dalam reaktor fusi eksperimental, suhu yang diperlukan dapat serendah 4°K (hanya 4 derajat di atas nol absolut), meskipun ini diperbaiki (lihat di bawah).

Suhu yang sangat rendah seperti ini sulit dipertahankan dan mengkonsumsi banyak energi. Jadi, sementara teknologi dan aplikasi lainnya dapat mendapat manfaat dari superkonduktivitas, ini jarang sekali layak secara ekonomi untuk melakukannya.

Superkonduktivitas Suhu Tinggi

Inilah mengapa prospek bahan yang dapat tetap superkonduktif pada suhu yang lebih tinggi merupakan prospek yang menarik. Dalam konteks ini, “suhu tinggi” dapat setinggi -185°C hingga -135°C tetapi ini jauh lebih mudah dicapai daripada suhu superkonduktif tradisional, menggunakan nitrogen cair sebagai gantinya helium cair.

Tapi tentu saja, bahan ideal akan superkonduktif pada suhu di bawah titik beku atau bahkan suhu kamar.

Superkonduktivitas Suhu Kamar

Pada musim panas 2023, berita viral setelah publikasi artikel ilmiah berjudul “Superkonduktor Suhu Kamar Pertama“. Bahan yang disebut LK-99 digambarkan bekerja sebagai superkonduktor hingga 127°C/260°F. Bahwa ini menggunakan bahan umum seperti tembaga dan timbal (tembaga-substitusi timbal apatit – CSLA) hanya menambah potensi penemuan ini.

Kristal tembaga – Sumber: DOE

Ini bahkan memicu gelembung mikro di saham terkait superkonduktivitas, misalnya, +60% pada harga saham American Superconductor.

Klaim tersebut segera dibantah dan ditemukan sulit untuk direplikasi.

Cerita Superkonduktivitas LK-99

Tapi cerita ini belum berakhir. Pada Januari 2024, dua tim peneliti lain juga mengamati potensi LK-99 untuk superkonduktivitas.

Menariknya, setiap tim menciptakan versi LK-99 mereka sendiri melalui metode manufaktur yang berbeda, mengindikasikan bahwa hasil yang diamati kemungkinan terkait dengan bahan lebih dari kemungkinan kesalahan atau kecacatan.

Jadi ada harapan bahwa ini bukanlah alarm palsu. Apa yang tampaknya terjadi adalah bahwa proses manufaktur saat ini sangat tidak efisien, membuatnya mudah untuk menghasilkan tes negatif.

Jadi, tidak mengherankan bahwa mereplikasi penemuan awal LK-99 tidaklah sederhana.

“… bahkan sampel yang disintesis mengikuti proses terbaik yang diketahui (yang mereka gunakan) cenderung memiliki persentase tinggi bahan non-superkonduktif yang bercampur dengan bagian superkonduktif yang seharusnya. Dalam skenario itu, mudah untuk salah mengumumkan sampel sebagai tidak berfungsi bahkan setelah mengujinya.

salah satu sampel superkonduktif yang mereka gunakan sebagai dasar makalah mereka dibuat kembali pada November 2023, ditentukan sebagai sampah, dan hampir dibuang pada beberapa titik dalam hidupnya.”