Najava južnokorejskih znanstvenika da su razvili supravodič koji vodi električnu struju bez imalo otpora na sobnoj temperaturi pri atmosferskom tlaku izazvala je pravu buru na društvenim mrežama. Tek što su znanstvenici na arXivu (repozitorij preprinta, odnosno radova koji nisu prošli stručnu recenziju, tj. peer review), objavili dva članka, od kojih jedan atraktivnog naslova "Prvi supravodič sobne temperature pri ambijentalnom tlaku", društvene su se mreže užarile.
Očekivano, jer supravodljivost je stanje pri kojem materijal vodi električnu energiju bez imalo otpora. No, već više od 100 godina znanstvenici ne mogu "natjerati" supravodiče da rade osim u ekstremnim uvjetima kao što su vrlo niske temperature i izuzetno visoki tlakovi. Zbog toga se ostvarivanje supravodljivosti na sobnoj temperaturi često naziva Svetim gralom fizike.
Južnokorejski tim, Sukbae Lee i Ji-Hoon Kim iz Istraživačkog centra za kvantnu energiju te Young-Wan Kwon s Korejskog sveučilišta u Seulu, tvrdi da je njihov materijal LK-99 supravodljiv na sobnoj temperaturi i normalnom tlaku.
Potvrde li ovo otkriće i fizičari u ostalim laboratorijima diljem svijeta, to bi moglo transformirati gotovo svaku tehnologiju koja koristi električnu energiju, pružajući nove perspektive za naše mobitele, magnetske levitirajuće vlakove i buduće fuzijske elektrane.
Zanimljivo je da spektakularna najava južnokorejskih znanstvenika dolazi nekoliko mjeseci nakon što je tim fizičara pod vodstvom dr. Range Diasa sa Sveučilišta Rochester u vodećem svjetskom znanstvenom časopisu Nature objavio rad o supravodiču sastavljenom od metala lutecija iz skupine rijetke zemlje, vodika i dušika, koji radi na sobnoj temperaturi, ali pri visokom tlaku.
No, fizičari diljem svijeta, uključujući i naše, skeptični su prema najavi južnokorejskih znanstvenika, baš kao i prema istraživanjima Range Diasa jer mu je prije dvije godine rad o supravodljivosti, također u Natureu, povučen nakon što su drugi znanstvenici doveli u pitanje neke objavljene podatke.
- Nekoliko mjeseci nakon objave članka u časopisu Nature, čiji autori su tvrdili da su opazili supravodljivost na sobnoj temperaturi pri povišenom tlaku, dogodila se nova objava, druge grupe znanstvenika iz Južne Koreje, koji tvrde da su opazili supravodljivost u jednom sasvim drugačijem spoju, bez povišenog tlaka i na temperaturama čak i iznad sobne temperature, čak do 100 Celzijevih stupnjeva. No, ovo nije objavljeno u znanstvenom časopisu, nego na repozitoriju Arxiv.org, što znači da nije prošlo nikakvu recenziju i samim tim ovu objavu treba dočekati s još većom skepsom nego onu prije nekoliko mjeseci - nam je dr. Emil Tafra, izvanredni profesor na Prirodoslovno-matematičkom fakultetu (PMF) u Zagrebu.
- Pretpostavljam da su se autori odlučili na objavu na Arxiv.org zbog prava prvenstva ako se otkriće pokaže točnim. Inače, radi se o spoju olova, fosfora i kisika, koji je dopiran bakrom, i brojni laboratoriji diljem svijeta mogu sintetizirati taj materijal i provjeriti ima li supravodljiva svojstva. Tako da, ako su autori zaista otkrili materijal koji je supravodljiv na sobnoj temperaturi, to bi relativno brzo trebale potvrditi i druge neovisne istraživačke grupe – dodao je Tafra.
Supravodljivost je otkrio nizozemski fizičar Heike Kamerlingh Onnes, koji je 1911. godine spoznao da električni otpor žive na temperaturi od minus 269 Celzijevih stupnjeva iznenada pada na nulu. Drugim riječima, živa na toj temperaturi postaje idealan vodič, supravodič ili supervodič. Za to je otkriće Kamerlingh Onnes 1913. godine dobio Nobelovu nagradu za fiziku.
Osim kod žive, fenomen supravodljivosti manifestira se kod još nekih metala, ali samo na ekstremno niskim temperaturama, blizu apsolutne nule (minus 273,15 Celzijevih stupnjeva). Postizanje tako niskih temperatura moguće je pomoću tekućeg helija, koji je jako skup. Klasični supravodiči danas se najčešće primjenjuju za postizanje visokih magnetskih polja bez kojih ne bi radio nijedan uređaj za magnetsku rezonanciju u bolnicama, ali isto tako bez njih ne bi radili ubrzivači čestica u CERN-u ili fuzijski reaktori (ITER). Također, između Osake i Tokija napravljena je supravodljiva željeznička veza kojom prometuje Maglev, tip brzog vlaka Shinkansen.
Desetljećima su znanstvenici tragali za materijalima koji u supravodljivo stanje prelaze na višoj temperaturi, a onda je 1986. godine došlo do revolucionarnog prodora. Istraživači iz IBM-ova laboratorija u Zürichu, Alex Müller i Georg Bednorz, otkrili su da neke legure slične keramici (sastavljene od lantana, barija, bakra I kisika) postaju supravodljive na minus 238 Celzijevih stupnjeva. Za to su otkriće nagrađeni Nobelovom nagradom za fiziku 1987., a te je godine otkriven i keramički materijal koji u supravodljivo stanje prelazi na oko minus 180 Celzijevih stupnjeva.
Postizanje te temperature relativno je jeftino i lako izvedivo pomoću tekućeg dušika. Nastala je velika znanstvena utrka: tko će otkriti materijal koji će na što višoj temperaturi postati supravodljiv. Naša zemlja ima dugu tradiciju u istraživanju visokotemperaturne supravodljivosti.
Primjerice, 1987. godine zagrebački znanstvenici dr. Mladen Prester s Instituta za fiziku, prof. Amir Hamzić s PMF-a i dr. Nevenka Brničević s Instituta "Ruđer Bošković" prvi su u nas sintetizirali materijal sastavljen od itrija, barija, bakra i kisika, koji u supravodljivo stanje prelazi na minus 180 Celzijevih stupnjeva. Njihovim su stopama krenuli još neki hrvatski istraživači.
No, glavni problem u primjeni visokotemperaturnih supravodiča leži u njihovoj krtosti jer su keramički, pa je teško izraditi žice koje se lako savijaju, za razliku od klasičnih supravodiča koji su kovni metali. Ipak, nekoliko dalekovoda u svijetu izrađeno je od visokotemperaturnih supravodiča koji su hlađeni tekućim dušikom, primjerice na Long Islandu, u Essenu, St. Peterburgu te u Japanu, Južnoj Koreji i Kini.