Sintetizzato il primo superconduttore a temperatura ambiente
La superconduttività è stata ottenuta intorno ai 15°, ma a una pressione elevatissima
Sintetizzare superconduttori a temperatura ambiente è ora una realtà concreta. Lo hanno dimostrato gli esperti dell'Università di Rochester a New York, che hanno pubblicato un articolo sulla rivista Nature per rendere noti i risultati dello studio, che ha portato alla realizzazione di un materiale superconduttore, una miscela di idrogeno, carbonio e zolfo.
"I superconduttori - Spiega Ranga Dias, docente di fisica e ingegneria meccanica presso l'Università di Rochester - sono materiali che trasmettono elettricità senza alcuna resistenza, consentendo quindi alla corrente di scorrere senza alcuna perdita di energia. Sono attualmente utilizzati in molte tecnologie, come risonanza magnetica (Mri) e risonanza magnetica nucleare (Nmr), acceleratori di particelle e altre tecnologie avanzate".
L'esperto spiega che la superconduttività, scoperta nel 1911, era stata finora osservata solo a temperature molto vicine allo zero assoluto. Comprimendo semplici solidi molecolari con idrogeno a pressioni estremamente elevate, gli ingegneri e i fisici hanno ottenuto idruro di zolfo carbonioso di derivazione organica in una cella a incudine di diamante, che ha mostrato le sue caratteristiche a circa 15° C e 39 milioni di psi.
"I superconduttori - commenta il ricercatore - possono sicuramente cambiare il mondo come lo conosciamo. A causa dei limiti della bassa temperatura, i materiali con proprietà così straordinarie non sono stati ancora sfruttati al pieno delle loro possibilità, ma la nostra scoperta abbatterà queste barriere e aprirà la porta a molte potenziali applicazioni".
Tra queste, l'autore ipotizza ad esempio lo sviluppo di reti elettriche prive di perdite, l'evoluzione di nuove tecnologie di trasporto a levitazione e di tecniche di imaging e di scansione medica, che saranno più veloci ed efficienti, così come i dispositivi di memoria.
"Viviamo in una società di semiconduttori - afferma Ashkan Salamat dell'Università del Nevada Las Vegas, e seconda firma dell'articolo - Con questo tipo di tecnologia potremo puntare a un mondo super conduttore, in cui non ci sarà più bisogno di batterie".
Il team è riuscito a ottenere una quantità di superconduttore dell'ordine dei picolitri. "La prossima sfida - sostiene Dias - sarà trovare un modo per creare materiali superconduttori a temperatura ambiente a pressioni inferiori, per ridurre i costi di produzione e aumentare la resa. La pressione a livello del mare sul nostro pianeta è di circa 15 psi, per cui abbiamo ancora molto lavoro da fare".
La precedente temperatura più alta per un materiale superconduttore era stata ottenuta lo scorso anno dagli esperti del Max Planck Institute for Chemistry di Mainz, in Germania, e dell'Università dell'Illinois a Chicago, che avevano raggiunto la superconduttività a una temperatura compresa tra -23 e -13 C usando il Lantanio.
"Per avere un superconduttore ad alta temperatura - aggiunge Dias - sono necessari legami forti ed elementi leggeri. L'idrogeno è il materiale più leggero sulla tavola periodica e uno dei più solidi, ma per ottenere lo stato metallico dell'idrogeno sono necessarie pressioni elevate. Abbiamo pensato di utilizzare materiali ricchi di idrogeno in grado di imitare la fase superconduttrice dell'idrogeno puro, ma più semplici da rendere allo stato metallico". Il gruppo di ricerca è giunto alla conclusione che la combinazione di idrogeno, carbonio e zolfo può rappresentare un valido superconduttore.
"Abbiamo ancora molte analisi da condurre - concludono gli autori - potremmo trovare una combinazione di elementi anche migliore e così ottimizzare costi e resa, ottenendo superconduttori a temperature sempre più elevate e vicine alle condizioni ambientali".