Materiaalkunde
Pyrolytisch Grafiet – Een Kamertemperatuur, Omgevingsdruk Supergeleider?
Voeg Securities.io toe aan je voorkeursbronnen op Google
Al decennialang zijn er een select aantal prestaties waar wetenschappers naar streven, vaak aangeduid als de ‘heilige graal’ van hun respectieve vakgebieden. Voor schone energieproductie zou dit nucleaire fusie zijn – hetzelfde proces dat de Zon aandrijft en ons bijna onbeperkte energie kan bieden zonder schadelijke emissies. Voor materiaalkunde is het een kamertemperatuur, omgevingsdruk (RT-AP) supergeleider.
Zo’n ontwikkeling zou de mogelijkheid bieden om stroom te transporteren met praktisch geen energieverlies, waardoor onze elektriciteitsnetten getransformeerd worden en enorme sprongen mogelijk worden in elektronica en computertechnologie. Om die reden zat de wereld halverwege 2023 op het puntje van haar stoel toen het nieuws uitbrak dat een stof genaamd LK-99, waarvan werd beweerd dat het als een RT-AP supergeleider functioneert, was ontdekt. Hoewel verder onderzoek aantoonde dat dit niet het geval was, zijn wetenschappers niet ontmoedigd om het echte materiaal te vinden.
Met dat in gedachten heeft een recent gepubliceerd artikel in Advanced Quantum Technologies door een groep onderzoekers verbonden aan het Zwitserse Terra Quantum mogelijk vooruitgang geboekt op dit gebied, met de verklaring,
“We hebben de allereerste waarneming van wereldwijde kamertemperatuur supergeleiding bij omgevingsdruk gerapporteerd.”
Het materiaal in kwestie dat volgens de beschrijving past, staat bekend als Pyrolytisch Grafiet.
Is Pyrolytisch Grafiet de eerste RT-AP supergeleider?
In het artikel ‘Global Room-Temperature Superconductivity in Graphite‘ observeerde het onderzoeksteam wat zij geloven dat kamertemperatuur supergeleiding was in ‘gespleten hooggeoriënteerd pyrolytisch grafiet (HOPG) met dichte arrays van parallelle lijndefecten‘.
De studie meldt dat zowel multiterminale als magnetisatie‑metingen zijn vastgelegd – elk toonde kenmerken van supergeleiding bij temperaturen hoger dan 300 K.
Hoewel de reden voor het gedrag van dit materiaal nog niet volledig begrepen is, deelde het onderzoeksteam een theorie over wat er gebeurt.
“Het basisprincipe dat we hebben ontdekt, is dat lineaire defecten in gestapelde materialen sterke spanningsgradiëntfluctuaties herbergen, die de lokale koppeling van elektronen tot condensaatdruppeltjes veroorzaken, die JJA‑achtige structuren in de vlakken vormen. De wereldwijde supergeleiding wordt vervolgens tot stand gebracht door het effect van de tunnellinksen die de supergeleidende druppeltjes verbinden. Als de druppeltjes voldoende klein zijn, wordt een vrij hoge kritische supergeleidingstemperatuur verwacht.”
Interessant is dat, hoewel het artikel zich richtte op observaties met Pyrolytisch Grafiet, het team opmerkt dat hun theorie over wat er gebeurt ook op andere materialen van toepassing kan zijn, en stelt dat hun “…ideeën en concepten die in ons werk worden verkend, niet beperkt zijn tot grafiet. Ons theoretische model is behoorlijk algemeen en wijst de weg naar waar men meer kamertemperatuur‑supergeleiders kan vinden.” materialen
Aanhoudende Supergeleidertwijfels
Het moet worden opgemerkt dat er vaak zware scepsis heerst rond beweringen over het ontdekken van een RT-AP supergeleider. Dit komt niet alleen door de omvang van zo’n ontdekking, maar ook door een lange geschiedenis van ‘valse starts’ waarin beweringen werden gedaan, die kort daarna door de wetenschappelijke gemeenschap werden weerlegd. Buitengewone beweringen vereisen buitengewone bewijzen, en tot nu toe zijn die twee niet op één lijn gekomen.
In het geval van Pyrolytisch Grafiet zullen de gemaakte beweringen serieus worden overwogen, aangezien Terra Quantum een goed gefinancierd bedrijf is met een voldoende reputatie om nader onderzoek te rechtvaardigen.
