Abbiamo sintetizzato il primo superconduttore a temperatura ambiente

Dopo anni e anni di lavoro, finalmente ci siamo. Un team di ricercatori dell’Università di Rochester a New York ha appena sintetizzato il primo materiale superconduttore, un mix di idrogeno, carbonio e zolfo, che riesce a mostrare le sue speciali caratteristiche anche a temperatura ambiente. Uno strumento, quindi, che potrebbe rivoluzionare il mondo della tecnologia e dell’elettronica, con notevoli benefici sia in termini di costi che ambientali. “Ricercati per più di un secolo”, commenta l’autore dello studio Ranga Dias, “questi materiali cambieranno sicuramente il mondo come lo conosciamo. La nostra scoperta aprirà le porte a molte potenziali applicazioni”. Lo studio è stato appena pubblicato su Nature.

I superconduttori, ricordiamo, sono materiali che trasmettono elettricità senza alcuna resistenza, consentendo quindi alla corrente di scorrere senza alcuna perdita di energia, e sono già utilizzati in molte tecnologie, come risonanza magnetica (Mri) e risonanza magnetica nucleare (Nmr), acceleratori di particelle e altre tecnologie avanzate, come i primi computer quantistici. Quando fu scoperta nel 1911, la superconduttività dei materiali era stata osservata solo a temperature molto vicine allo zero assoluto. Da allora, la comunità scientifica è andata a caccia di materiali superconduttori che funzionassero anche a temperature più elevate, compiendo negli ultimi anni notevoli passi in avanti. Ma tutti i superconduttori scoperti finora necessitano per funzionare correttamente di essere raffreddati a temperature ancora troppo basse, e sono perciò poco pratici per la maggior parte delle possibili applicazioni.

Nel nuovo studio, i ricercatori sono riusciti a sintetizzare il primo superconduttore a temperatura ambiente, ossia circa 15 gradi centigradi. Per farlo, hanno combinato l’idrogeno con carbonio e zolfo tra le punte di due diamanti e, colpendolo con un fascio laser per innescare le reazioni chimiche, hanno sintetizzato l’idruro di zolfo carbonioso. Questo materiale, spiegano i ricercatori, ha mostrato una superconduttività a circa 15 gradi, ma per ora solamente a pressioni estremamente elevate, pari a circa 2,6 milioni di volte la pressione atmosferica. “Per avere un superconduttore ad alta temperatura, sono necessari legami più forti ed elementi leggeri. Questi sono i due criteri fondamentali”, spiega Dias. “L’idrogeno è il materiale più leggero e il legame idrogeno è uno dei più forti. L’idrogeno metallico solido, continua l’esperto, presenta caratteristiche fondamentali per la superconduttività a temperatura ambiente”. Tuttavia, per portare l’idrogeno puro a uno stato metallico sono necessarie pressioni estremamente elevate. Un dato, quindi rende il superconduttore appena scoperto ancora poco pratico. Il prossimo passo dei ricercatori, infatti, sarà proprio quello di capire come creare materiali superconduttori a temperatura ambiente, ma a pressioni inferiori.

Sebbene sia ancora lontano dalle applicazioni pratiche, commentano i ricercatori, il nuovo superconduttore a temperatura ambiente potrà in futuro essere uno strumento rivoluzionario per: le reti elettriche che trasmettono elettricità senza perdita di energia fino a 200 milioni di megawattora (Mwh), che si verifica oggi a causa della resistenza nei fili. Ma anche cambiare il mondo dei trasporti (con i treni a levitazione magnetica), delle tecniche di imaging, come la risonanza magnetica e la magnetocardiografia (Mgc), e infine, della tecnologia. “Viviamo in una società di semiconduttori e con questo tipo di materiali potremo arrivare a realizzare una società superconduttrice, in cui non avremo mai più bisogno di cose come le batterie”, conclude Ashkan Salamat, tra gli autori dello studio.

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