Durchbruch in der Raumtemperatur-Supraleitung? Blog#69

In der Welt der Wissenschaft gibt es immer wieder bahnbrechende Fortschritte, die unser Verständnis der Naturgesetze erweitern und neue Chancen für Technologie und Forschung eröffnen.

Ein solcher Wendepunkt könnte kürzlich erreicht worden sein – eine möglicherweise spektakuläre Entdeckung im Bereich der Raumtemperatur-Supraleitung.

Auf der Webseite "Science News" wurde über einen bedeutenden Durchbruch in der Forschung berichtet, der das Potenzial hat, die Art und Weise, wie Energie erzeugt, übertragen, gespeichert und genutzt wird, grundlegend zu verändern (siehe hier). Die Ergebnisse sind extrem beeindruckend, doch viele Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler hegen noch Zweifel an der Glaubwürdigkeit dieser Resultate. Sollten sich diese jedoch bewahrheiten, wäre es ein wissenschaftlicher Durchbruch, der nachhaltige Auswirkungen auf die Zukunft der Menschheit haben könnte.



Supraleiter sind Materialien, die bei sehr niedrigen Temperaturen, oft nahe dem absoluten Nullpunkt (-273,15 Grad Celsius oder 0 Kelvin), ihren elektrischen Widerstand verlieren. Das bedeutet, dass sie elektrischen Strom ohne jeglichen Widerstand leiten können.

Der Schlüssel zum supraleitenden Verhalten liegt in der Bildung von sogenannten "Cooper-Paaren" aus Elektronen. Normalerweise bewegen sich Elektronen in einem Leiter zufällig und stoßen dabei auf Hindernisse und Defekte, was zu Widerstand führt. In einem supraleitenden Material hingegen werden Elektronen durch die Wechselwirkung mit Gitterschwingungen, den sogenannten Phononen, gebündelt. Diese Bindung führt zur Bildung von Cooper-Paaren, bei denen zwei Elektronen gemeinsam wie ein Paar durch das Gitter schwingen und praktisch widerstandsfrei fließen können.

Die Forscher Sukbae Lee und Ji-Hoon Kim von der Korea University haben kürzlich ein bemerkenswertes Material namens LK-99 beschrieben. LK-99 ist ein Blei-basiertes, kupferdotiertes Produkt, das folgendermaßen hergestellt wird:  

• Zunächst wird das bekannte Mineral Lanarkit - Pb2(SO4)O - aus Bleioxid und Bleisulfat hergestellt. 
• Separat wird Kupferphosphid (Cu3P), eine ebenfalls gut charakterisierte Verbindung, aus elementarem Kupfer und Phosphor erzeugt. 
• Die beiden Substanzen werden anschließend im Verhältnis 1:1 gemahlen, diese Mischung in einem evakuierten Quarzrohr versiegelt und auf 925°C erhitzt. 

Durch diesen Prozess entsteht LK-99:

Pb(10-x) Cu(x)(PO4)6O, ein dunkles polykristallines Material. 

Die LK-99 Struktur ähnelt stark der von Blei-Apatit, einem gut charakterisierten Phosphatmineral. Allerdings ist die Einheitszelle kristallographisch etwas kleiner aufgrund des Ersatzes bestimmter Bleiatome in seinem Gitter durch Kupferatome.

Es ist dieser Effekt auf die Verbindungsstruktur, von dem die Autoren glauben, dass er zu ihrem außergewöhnlichen supraleitenden Verhalten führt. Bisher war man von supraleitenden Materialien begeistert, die nicht mit flüssigem Stickstoff (-196°C) gekühlt werden müssen, aber hier wird behauptet, dass LK-99 bei Raumtemperatur und sogar höher als dem Siedepunkt von Wasser supraleitend ist. Seine kritische Temperatur wird mit 127°C angegeben!

Eine weitere erfreuliche Eigenschaft ist, dass der Herstellungsprozess von LK-99 recht einfach zu sein scheint. Daher werden vermutlich sämtliche Labore für Festkörpermaterialien auf der ganzen Welt damit beschäftigt sein, die Synthese und die Charakterisierung von LK-99 zu reproduzieren. Und wir können nur gespannt auf die Ergebnisse dieser Experimente warten und die Daumen drücken!

Sollten sich die Ergebnisse bestätigen, wäre das eine wirklich weltverändernde Entdeckung und die Entdecker werden sicher bald zur Nobelpreisverleihung nach Stockholm eingeladen.

Ob LK-99 selbst zu einem wichtigen industriellen Material wird, ist noch unklar. Doch LK-99 könnte den Beweis liefern, dass Raumtemperatur-Supraleiter hergestellt werden können und so die Suche nach weiter verbesserten Materialien beschleunigen. Der Einsatz solcher innovativer Supraleiter wird die Effizienz elektronischer Prozesse und elektrischer Netzwerke erheblich steigern und zu wirklich revolutionären langfristigen Entwicklungen führen. So würde ein Raumtemperatur-Supraleiter zB einen verlustfreien Energietransport auch über extrem weite Strecken ermöglichen und damit eine Vielzahl von Problemen der Energiewende im Handumdrehen lösen!

Es bleibt abzuwarten, ob die beeindruckenden Eigenschaften von LK-99 in unabhängigen Laboren und Forschungseinrichtungen bestätigt werden können und somit real sind. Es könnte sich auch als Trugschluss herausstellen, aber zumindest haben wir in einigen Wochen Klarheit!

——————————————————————
Verantwortlicher: Klaus Rudolf; Kommentare und Fragen bitte an: rudolfklausblog@gmail.com
Disclaimer: Auf Klaus Rudolfs Blog gebe ich meine persönlichen Meinungen und Erfahrungen weiter. Ich bin weder Arzt noch Finanzberater. Bitte informiere Dich breit und konsultiere bei Bedarf einen professionellen Experten in Gesundheitsfragen oder Finanzanlagen.
———————————————————————————