Forskere ved SLAC og Stanford har for første gang stabilisert nikkelat-superledere ved romtrykk. Studien, publisert i Nature i desember 2024, kan bli et vendepunkt for praktisk bruk av høytemperatur-materialer. Kravet om ekstreme trykk er fjernet – og med det åpnes døren for helt nye anvendelser.

Hva er det nye gjennombruddet?

Teamet ved SLAC National Accelerator Laboratory og Stanford University har lykkes med å stabilisere en lovende klasse nikkelat-superledere ved ordinært trykk (rom-/atmosfæretrykk). Tidligere måtte slike materialer undersøkes under enormt trykk, noe som gjorde testing og praktisk bruk svært krevende.

Med materialet stabilt ved vanlig trykk kan forskerne nå ta i bruk avanserte verktøy og metoder for å forstå egenskapene i langt større detalj. Det kan fremskynde utviklingen mot teknologier som faktisk kan tas i bruk.

Hvorfor betyr dette noe?

Høytemperatur-superledere har ofte krevd trykk tilsvarende millioner av atmosfærer. Det er upraktisk i alt fra laboratorier til industriell skala. Nå tas et nødvendig skritt bort fra slike betingelser.

• Energitransport: Mulighet for kraftlinjer uten energitap.
• Medisin og transport: Supereffektive magneter til MR og magnetiske systemer.
• Kvantedatabehandling: Stabilitet ved ordinært trykk kan lette utvikling og skalering.

Betydningen av å eliminere kravet om ekstreme trykk kan knapt overvurderes. Det bringer høytemperatur-superledning nærmere praktisk virkelighet.

Et felt i rask bevegelse

Det siste året har feltet sett flere viktige resultater som peker i samme retning:

• Oktober 2024: La2PrNi2O7 viser bulk høytemperatur-superlederevne under høyt trykk med kritisk temperatur rundt 80 Kelvin (minus 193 °C).
• Desember 2024: Teoretiske studier identifiserer SrAuH3 og SrZnH3 som potensielle superledere ved atmosfæretrykk med forventede Tc over 100 Kelvin. Disse funnene må verifiseres eksperimentelt.

Bakgrunnen: Nikkelater på vei opp

For rundt fem år siden fant SLAC-teamet superlederevne i nikkelater, som kjemisk ligner kuprater – en kjent klasse høytemperatur-superledere. Den gang var høyt trykk nødvendig for å studere dem. Nå, ved å stabilisere nikkelater ved ordinært trykk, kan forskerne undersøke mekanismer og parametere i dybden, og teste hvordan materialene kan optimaliseres.

Veien videre

Romtemperatur-superledning ved ordinært trykk er fortsatt et langsiktig mål. Men metodene og verktøyene som nå er på plass, gjør at forskerne kan forstå og forbedre materialene raskere. Samlet med resultater fra høytrykkssystemer og teoretiske kandidater, tegner det seg et bilde av et felt som modnes.

Kjernen er enkel: Stabilitet ved vanlig trykk gjør superledere mer undersøkelige og på sikt mer anvendelige. Det kan være første skritt mot en fremtid der energitap i elektriske systemer blir historie.