Stroom zonder weerstand bij -70°C

Een nieuw materiaal geleidt elektrische stroom zonder weerstand als het kouder is dan -70°C (203 Kelvin). Dat is een record – een fikse sprong vooruit ten opzichte van de vorige recordhouder die beneden een temperatuur van -140°C (133 Kelvin) supergeleidend werd. Natuurkundigen van het Max-Planck-Institut für Chemie in het Duitse Mainz beschreven de vondst gisteren in een online-publicatie in Nature.

Supergeleidende materialen worden niet heet als er sterke elektrische stromen doorheen gaan en veroorzaken zelf geen stroomverlies. Ze worden inmiddels toegepast in de extreem krachtige magneten in MRI-scanners, in efficiënte stroomkabels en als exotisch onderderdeel in quantumcomputer-chips. In april haalde een Japanse zweeftrein met supergeleidende magneten een recordsnelheid van 603 kilometer per uur.

De oude recordhouder is een kwik- en bariumbevattende koperoxide met een ingewikkelde structuur. In contrast daarmee is het waterstofsulfide van Drozdov en collega’s een doodeenvoudig materiaal: het gas heeft de geur van rotte eieren.

Om supergeleiding te bereiken moet die eenvoudige structuur wel onder een immense druk van 90 Gigapascal gebracht worden, in een miniatuur-bankschroef van diamant. Bij die druk, ongeveer een kwart van de druk in de kern van de aarde, verandert het vermoedelijk in een mengsel van puur zwavel en het exotische triwaterstofsulfide, een soort metaal dat verantwoordelijk is voor de supergeleiding. Dat metallisch waterstof supergeleidt, was eind jaren zestig al theoretisch voorspeld.

Meteen praktisch toepasbaar is de doorbraak niet, maar er is nu nieuw inzicht in het mechanisme achter supergeleiding én de hoop op materialen die supergeleidend zijn bij nóg hogere temperaturen.

Een ‘supergeleider-bij-kamertemperatuur’ is een droom sinds in 1986 een exotische klasse koperoxiden werd ontdekt die supergeleidt bij -181°C, warmer dan vloeibaar stikstof.