Supravodiče umožňujú tok elektriny bez odporu, čo znamená, že sa žiadna energia nestráca vo forme tepla. Táto vlastnosť ich robí užitočnými pre technológie, ako sú skenery magnetickej rezonancie, urýchľovače častíc, vlaky fungujúce na princípe magnetickej levitácie a niektoré systémy prenosu energie.

Problém je, že drvivá väčšina supravodičov funguje len pri extrémne nízkych teplotách – až stovky stupňov pod nulou. To si vyžaduje drahé a komplikované chladiace systémy, a preto sú prakticky nepoužiteľné v reálnom svete.

Mohlo by vás zaujímať

Tlačové správy

21. júla 2021

O akom televízore sníva moderný človek?

Nová nádej: Superhydridy

Riešenie môžu priniesť tzv. superhydridy. Sú to materiály zložené prevažne z vodíka s malým množstvom kovových atómov. V prelomovej štúdii z roku 2018 vedci pod vedením profesora Russella Hemleyho z Univerzity v Illinois ukázali, že superhydrid na báze lantánu dokáže supervodiť už pri teplote okolo -12 °C. Nevýhodou však bolo, že fungoval len pri tlaku, aký je len v hlbinách Zeme, teda až 1,88 milióna atmosfér. A to je opäť nepraktické na použitie mimo laboratória.

V novej štúdii sa tím vedcov pokúsil tento tlak znížiť chemickou úpravou materiálu. Vedci pridali malé množstvo ytria k lantánovému superhydridu, aby ho stabilizovali a znížili potrebný tlak.

Potom nový materiál skúmali pomocou vysokoenergetických röntgenových lúčov z Pokročilého fotónového zdroja (APS) v Národnom laboratóriu Argonne. Toto zariadenie bolo nedávno vylepšené a dnes funguje ako najvýkonnejší röntgenový mikroskop na svete.

Mohlo by vás zaujímať

Technológie

28. mája 2026

Živý obväz urýchľuje hojenie rán. Bunky v ňom neprestávajú pracovať

Diamanty ako laboratórne nástroje

„Na dosiahnutie extrémnych tlakov sme stlačili malú vzorku medzi dvoma diamantami,“ uviedol fyzik Maddury Somayazulu z APS. Diamantový lis dokáže generovať tlaky až päť miliónov atmosfér. Röntgenový lúč sústredený na vzorku hrubú len niekoľko mikrometrov odhalil, ako usporiadanie atómov v kryštalickej mriežke ovplyvňuje schopnosť materiálu supervodiť.

Vedci dokázali určiť dve rôzne kryštalické štruktúry, z ktorých každá začína supervodiť pri mierne odlišnej teplote. Aj malé rozdiely v usporiadaní atómov teda môžu výrazne ovplyvniť supravodivosť.

Cesta vpred

Hoci tlak 1,4 milióna atmosfér, ktorý je potrebný pri novom experimente, je stále enormný, vedci ho vnímajú ako krok správnym smerom. Plánujú pridávať ďalšie prvky, aby znížili potrebný tlak a sprístupnili tieto materiály reálnemu využitiu.

„Tieto experimenty ukazujú, čo dokáže vylepšený APS. Teraz môžeme skúmať štruktúry na atómovej úrovni s bezprecedentnou presnosťou v materiáloch pod extrémnym tlakom,“ uviedol Somayazulu. Energetická revolúcia bez strát tak možno nie je až tak ďaleko, ako sme si mysleli.

Text: Zázračná planéta

Foto: Shutterstock