Průlomy v supravodivosti a pokročilých vodivých materiálech by mohly výrazně změnit způsob, jakým přenášíme energii a navrhujeme elektronická zařízení, a vydláždit tak cestu pro efektivnější, miniaturizované a potenciálně ekologičtější technologie.
Supravodič bez mědi při 30 K
Na Národní univerzitě v Singapuru vyvinuli vědci nový supravodivý materiál, který funguje při teplotách nad 30 K, bez závislosti na mědi a za normálního atmosférického tlaku.
To znamená, že vykazuje nulový elektrický odpor při teplotách vyšších než -243 °C . To je relativně „vysoká“ hodnota ve světě supravodičů, kde mnoho materiálů funguje pouze v blízkosti absolutní nuly.
Dr. Stephen Lin Er Chow, člen výzkumného týmu, vysvětlil: „Tento supravodivý oxid, který není na bázi mědi, vykazuje vysokoteplotní supravodivost za atmosférického tlaku na hladině moře, bez nutnosti další komprese.“
Supravodiče přenášejí elektrický proud s nulovým odporem, čímž eliminují ztráty energie. Jejich potenciál je obrovský: od elektrických sítí přes vlaky maglev až po kvantové počítače. Doposud však většinou vyžadovaly drahé chlazení nebo vzácné materiálové vstupy. Škálovatelná varianta bez mědi, která by fungovala při relativně vysokých teplotách, by mohla snížit náklady a rozšířit jejich využití.
Singapurský tým také vyvinul teoretický rámec pro identifikaci nových supravodivých materiálů, čímž posunul hranice sloučenin na bázi mědi a rozšířil hledání praktičtějších supravodičů.
Fosfid niobu: Nano-vyzyvatel mědi
Mezitím vědci na Stanfordské univerzitě identifikovali fosfid niobu jako silného kandidáta na nahrazení mědi v nanoměřítku elektroniky. S tím, jak se zařízení zmenšují, měď ztrácí účinnost – ale fosfid niobu si zachovává svou vodivost i v ultratenkých vrstvách.
To je důležité pro všechno od mikročipů až po vysokorychlostní přenos dat. Jason Deegan ve zprávě o zjištěních Stanfordské univerzity poznamenává, že potenciál tohoto materiálu pro snížení tepelné izolace by mohl řešit jeden z největších problémů technologického průmyslu: tepelný management ve stále kompaktnějších zařízeních.
Nabízí také výrobní výhody. Na rozdíl od mnoha alternativ lze fosfid niobu integrovat do stávajících procesů bez větších úprav.
Důsledky pro skutečný svět
Důsledky obou materiálů sahají daleko za hranice laboratoře.
Supravodiče s vyššími teplotami by mohly podporovat přenos energie bez ztrát na dlouhé vzdálenosti, čímž by se transformovala účinnost sítě. Mohly by také snížit plýtvání energií v dopravní a datové infrastruktuře.
Zároveň by vylepšené nanoměřítkové vodiče, jako je fosfid niobu, mohly vést k chladnější, rychlejší a kompaktnější elektronice , a vylepšit tak vše od mobilních zařízení až po datová centra.
Společnosti jako American Superconductor Corporation (AMSC) již tento vývoj sledují. AMSC vyvíjí mřížkové a vojenské supravodivé systémy a má dobrou pozici k tomu, aby těžila ze zrychlení průlomů v materiálové vědě.
Cesta vpřed
Přestože přetrvávají problémy s rozšířením a komercializací těchto materiálů, tempo objevování se zrychluje. Co kdysi bylo teoretické, se blíží k reálnému uplatnění.
Vzhledem k tomu, že se supravodivost stává méně závislou na exotických podmínkách a alternativy mědi se stávají životaschopnějšími, může se globální energetická a elektronická krajina ocitnout v situaci, kdy efektivita, odolnost a udržitelnost půjdou ruku v ruce.
