LK-99, de baanbrekende supergeleider bij kamertemperatuur en omgevingsdruk, gemaakt door Zuid-Koreaanse natuurkundigen, heeft het potentieel om een revolutie teweeg te brengen in de elektriciteits- en elektronica-industrie door de transmissie van elektriciteit mogelijk te maken zonder weerstand, wat leidt tot ongekende efficiëntie en technologische vooruitgang. De supergeleider met omgevingsdruk bij kamertemperatuur is een van de meest gewilde materialen in de wetenschap. Een ontdekking die het mogelijk maakt om elektriciteit zonder weerstand te transporteren, kan de elektriciteits- en elektronica-industrie transformeren en de efficiëntie en technologie stimuleren.
Supergeleiding moet worden begrepen voordat u supergeleiders met omgevingsdruk bij kamertemperatuur begrijpt. Elektronen komen atomen tegen in een typisch geleidend materiaal, wat weerstand, warmteafvoer en energieverlies veroorzaakt. Supergeleiding is fascinerend. Elektronen vormen paren en bewegen vrij door het materiaal bij bijna het absolute nulpunt, waarbij ze elektriciteit zonder verlies geleiden. Deze lage weerstand maakt een bijna perfecte energieoverdracht mogelijk.
Supergeleiders waren voorheen beperkt tot gespecialiseerde industrieën vanwege hun ultrakoude temperaturen. Eind jaren tachtig, “hoge temperatuurEr werden supergeleiders ontdekt die konden werken bij temperaturen van vloeibare stikstof. Deze supergeleiders op hoge temperatuur waren echter te bros om te gebruiken.
LK-99: De eerste supergeleider op kamertemperatuur onthuld door het Koreaanse team
De zoektocht naar een materiaal dat supergeleidend kan worden bij gewone temperatuur en bij normale atmosferische druk is de heilige graal van supergeleiding geweest. De recente bewering van het Koreaanse team dat ze de eerste supergeleider hebben ontwikkeld die bij kamertemperatuur en atmosferische druk werkt, biedt voorheen onvoorstelbare kansen voor technologie en wetenschap.
Het onderzoeksteam uit Zuid-Korea presenteerde LK-99, een baanbrekende stof die ontstaat via een vastestofreactie tussen koperfosfide (Cu3P) en lanarkiet (Pb2SO5). Vanwege zijn speciale gemodificeerde lood-apatietstructuur kan LK-99 supergeleiding behouden en vertonen bij kamertemperatuur en atmosferische druk. Het is opmerkelijk dat de supergeleiding van LK-99 wordt gegenereerd door een minieme structurele vervorming die wordt veroorzaakt door een kleine volumecontractie die wordt veroorzaakt door de vervanging van Cu2+-ionen door Pb2+-ionen in het isolerende netwerk van Pb(2)-fosfaat. De cilindrische kolominterface van LK-99 ontwikkelt supergeleidende kwantumbronnen (SQW’s) als gevolg van deze structurele vervorming.
De onderzoekers illustreerden verschillende supergeleidende eigenschappen in LK-99 in hun voorgedrukte artikelen. Volgens een studie is de kritische temperatuur (Tc) van LK-99 hoger dan 400 K (127°C), wat aangeeft dat het supergeleiding kan bereiken bij omgevingstemperatuur. Verder bewijs voor supergeleiding werd geleverd door de waarnemingen van het team van een substantiële afname van de elektrische soortelijke weerstand rondom 378 K (220°C) en een weerstand van bijna nul rond 333 K (140°C). Het Meissner-effect, een teken van supergeleiding, werd ook door de onderzoekers aangetoond toen de LK-99 levitatie vertoonde wanneer hij op een magneet werd geplaatst.
LK-99 opgewonden en gealarmeerde wetenschappers
Supergeleiders die bij omgevingsdruk en bij kamertemperatuur werken, werden aangekondigd, wat voor grote opwinding zorgde. Deze materialen hebben een breed scala aan mogelijke toepassingen en kunnen in veel sectoren revolutionaire verbeteringen introduceren.
Enkele van de opties zijn:
- Batterijen die een stuk effectiever zijn.
- Atomaire computers.
- Hernieuwbare energiebronnen in opslag houden.
- Voertuigen voor de lucht, de zee en het land winnen aan kracht en bereik.
- Ongelooflijk snelle magnetische treinen.
- Verbeterde efficiëntie van de energiedistributie.
Laten we dat eens van dichterbij bekijken. Zullen we?
Batterijen die een stuk effectiever zijn
De supergeleider LK99 op kamertemperatuur heeft het potentieel om de batterijtechnologie te transformeren. De toepassing ervan in batterijen kan resulteren in batterijen met een veel betere energieopslagcapaciteit en snellere oplaadtijden voor een verscheidenheid aan gadgets, waaronder elektrische voertuigen, computers en smartphones. Dit zou het dagelijks gebruik verbeteren door betrouwbaardere en duurzamere stroombronnen te leveren.
Atomaire computers
De creatie van LK99 kan een aanzienlijke vooruitgang betekenen in kwantumcomputing. De fragiele kwantumtoestanden die nodig zijn om ingewikkelde berekeningen uit te voeren, moeten gecreëerd en onderhouden worden, en dat kan alleen met supergeleidende materialen. Als wordt aangetoond dat LK99 een werkbare supergeleider bij kamertemperatuur is, kan dit de deur openen voor meer algemeen beschikbare en bruikbare kwantumcomputers, waardoor een snellere en krachtigere gegevensverwerking mogelijk wordt voor een verscheidenheid aan bedrijven.
Hernieuwbare energiebronnen in opslag houden
Hernieuwbare energiebronnen, waaronder zon en wind, leveren vaak sporadisch stroom. Vanwege het potentieel van LK99 als supergeleider bij kamertemperatuur, kan overtollige energie effectief worden opgeslagen tijdens perioden van hoge productie. Het zou daarom mogelijk zijn om deze opgeslagen energie vrij te geven in tijden van lage energieproductie, waardoor een constante en continue toevoer van hernieuwbare energie behouden blijft en het gemakkelijker wordt om te vertrouwen op schone energiebronnen voor de dagelijkse stroombehoefte.
Voertuigen voor de lucht, de zee en het land winnen aan kracht en bereik
Transport kan zich aanzienlijk ontwikkelen met het gebruik van LK99 in elektrische motoren en voortstuwingssystemen. De prestaties en energie-efficiëntie van elektrische voertuigen (EV’s), vliegtuigen, schepen en treinen kunnen worden verhoogd. Met LK99 zouden EV’s sneller kunnen worden opgeladen en een groter bereik hebben, waardoor ze nuttiger zouden zijn voor dagelijks gebruik en de CO2-uitstoot zouden verminderen.
Ongelooflijk snelle magnetische treinen
Met LK99, magnetische levitatie (maglev) treinen, die momenteel met opmerkelijke snelheden rijden, kunnen nog meer vooruitgang boeken. De supergeleider zou het voor magneetzweeftreinen mogelijk kunnen maken om met hogere snelheden te reizen en het dagelijkse vervoer voor passagiers in grootstedelijke gebieden te verbeteren door het energieverlies tijdens de voortstuwing te minimaliseren.
Verbeterde efficiëntie van de energiedistributie
Het gebruik van LK99 in transmissienetwerken voor elektrische stroom kan energieverliezen tijdens distributie over lange afstanden drastisch verminderen. Een stabielere energie-infrastructuur en lagere elektriciteitsrekeningen als gevolg van deze verbeterde efficiëntie zouden zowel woningen als bedrijven die dagelijks elektriciteit gebruiken ten goede komen.
Het is cruciaal om te benadrukken dat de bovengenoemde toepassingsgebieden volledig speculatief zijn en nog geen goedkeuring hebben gekregen van de wetenschappelijke gemeenschap. Een supergeleider op kamertemperatuur vergelijkbaar met LK99 is nog niet geconceptualiseerd of gerealiseerd, en zowel het potentieel als de praktische toepassingen ervan zijn nog onbekend.
Cynisme kan echter ook in de opwinding worden gevonden. Er zijn eerder veel beweringen gedaan over supergeleiders op kamertemperatuur over het onderwerp supergeleiding, maar ze zijn altijd niet nauwkeurig onderzocht. De wetenschappelijke gemeenschap aarzelt nog en moedigt aanvullende verificatie van de resultaten van het Koreaanse team aan. Om de validiteit van hun bevinding te bewijzen, zijn collegiaal getoetste onderzoeken en onafhankelijke replicatie van resultaten belangrijk.
Kent u Overflow AI?
Uitgelichte afbeelding tegoed: Hal Gatewood/Unsplash.
Source: Revolutionaire doorbraak: LK-99 supergeleider ontdekt bij omgevingsdruk
