Návod, jak snadno vyrobit supravodič z tuhy

Martin Tůma  |  Věda

Uhlík s vodou, uležet, přefiltrovat, upéct, nechat vystydnout… A máme supravodič využitelný i za pokojové teploty.

Vědci z celého světa se pachtí při syntéze velmi složitých sloučenin vzácných prvků. Slibují si od nich jediné – supravodivost při co nejvyšší teplotě. Tedy alespoň při –180 °C, kdy se dá supravodič ekonomicky únosně chladit kapalným dusíkem.

Ale co když jdou špatnou cestou? Co když řešením je grafit z obyčejné tuhy?

Jak vyrobit supravodič?

Existuje jednoduchý postup. Zchlaďte prakticky cokoli k teplotě blízké absolutní nule (0 K, –273,15 °C) a látka přestane klást odpor průtoku elektrického proudu. Má to ale svoje nevýhody. Jednak takové teploty dosáhnete opravdu velmi těžko a stojí to velké peníze, navíc je takto zmrzlá látka křehká a velice obtížně se s ní manipuluje.

Vědecký tým pod vedením doktora Pabla Esquinaziho z divize výzkumu supravodičů na Institutu pro experimentální fyziku v německém Lipsku na to šel jinak. Jeho recept je prostý – vezměte 100 mg ultra čistého grafitu a za pomalého míchání jej nasypte do 20 ml destilované vody. Směs nechte den uležet a potom ji přefiltrujte přes nekovový filtr.

Výsledek přes noc pečte při teplotě 100 °C a nechte vychladnout. Když k výslednému produktu připojíte elektrický proud, zjistíte, že máte supravodič. Za pokojové teploty a ve srovnání s jinými alternativami prakticky za nulových nákladů.

Příliš dobré na to, aby to byla pravda

Tak jednoduchý a snadný recept, to zavání podvodem, něčím z říše zázračných přístrojů „nové fyziky“. Jenže výsledky tohoto výzkumu byly ještě před publikováním nezávisle ověřeny jinde. Nebude to tedy jenom nějaké plácnutí do vody, ale reálný jev.

Navíc nejde o řešení, které by spadlo z nebe, ale navazuje na výzkumy, jejichž počátek se datuje již od roku 1974. Už tehdy vědci zkoumali možnou supravodivost sendvičových materiálů složených ze dvou vrstev hliníku a jedné tenké vrstvy uhlíku. Později byla uhlíková vrstva nahrazena přesně magneticky orientovanými miniaturními diamanty nebo hydridem paládia.

Také toto jednoduché řešení má však své „ale“. Především je to velice křehký stav. Stačí i velmi malé mechanické namáhání a celá supravodivost je pryč. Supravodivost funguje také jen na velmi malou vzdálenost, omezenou velikostí tzv. Josephsonových linek tvořených grafitovými zrnky, tedy prozatím v řádu mikrometrů.

Vědci nemají úplně konzistentní teorii, která by pozorovaný jev dokázala vysvětlit. Podle Esquinaziho je supravodivost způsobena „nadopováním“ grafitových zrnek vodíkem z vody. Provádí další sadu pokusů, co by se stalo, kdyby vodu nahradili neředěným alkoholem. Bude zajímavé si počkat na zveřejnění nových výsledků.

Ať už se to ale zdá pravděpodobné nebo ne, použité ověřovací metody dokazují supravodivost ve všech měřených vzorcích. Navíc lze tento experiment nezávisle ověřit kdekoli na světě; výroba vzorku není náročná, komplikované je spíš měření supravodivých jevů. Ale i zde je věrohodnost podložena tím, že naměřené hodnoty podstatně převyšují možné chyby měření.

Je to vůbec k něčemu?

Cesta k praktickému použití bude ještě dlouhá. Tyto experimenty nám ale umožní lépe pochopit tajemný fenomén, jakým je vysokoteplotní supravodivost. Můžeme také začít pracovat na konkrétních aplikacích pro využití v běžném životě. Mohou to být například vlaky s magnetickou levitací nebo využití pro bezztrátový přenos ohromného množství elektrické energie.

Stejně tak to otevírá cestu k nové generaci počítačových čipů s nízkou spotřebou, kdy nebude docházet k tepelným ztrátám. Možností uplatnění supravodivých materiálů je opravdu hodně, uvidíme, jak se vědcům bude dařit vylepšit délku a mechanickou odolnost uhlíkových pásků.

Tip: Další podrobnosti k výzkumu najdete v tomto PDF.

Nejčtenější