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Aug 11, 2023

Svolta energetica o delusione della resistenza? Ecco cosa c'è di così straordinario nei superconduttori

Non sentirti in colpa se non hai assolutamente la minima idea del perché gli esperti di tecnologia online stiano impazzendo per questa strana cosa chiamata LK-99, un presunto superconduttore che può funzionare a temperatura ambiente e

Non sentirti male se non hai assolutamente la minima idea del perché gli esperti di tecnologia online stanno impazzendo per questa strana cosa chiamata LK-99, un presunto superconduttore che può funzionare a temperatura e pressione ambiente. Sono proprio lì con te. O meglio, lo ero. Sebbene abbia dimestichezza con la maggior parte delle forme di nerd di nicchia, la scienza dei materiali non fa per me. Tuttavia, la recente speculazione secondo cui LK-99 potrebbe annunciare energia pulita illimitata e un computer quantistico in ogni tasca è un’affermazione che fa alzare le sopracciglia e che vale la pena analizzare.

Quindi sono andato a cercarci, e sono tornato con il 101 su questo potenziale sviluppo tecnologico che alcuni chiamano il Santo Graal della scienza dei materiali. Ecco la ripartizione su come un materiale superconduttivo come LK-99 potrebbe sconvolgere l'intero mondo della tecnologia e se quest'ultima iterazione sia o meno più piena di speranza che di speranza.

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Gli isolanti come il legno e la gomma rallentano o fermano l'elettricità, ma i conduttori, come i fili di rame di casa e il gallio metallico del telefono, sono vene attraverso le quali l'elettricità può passare facilmente. Anche così, non importa quanto sia conduttivo un metallo, perderà sempre parte dell'elettricità inviata dalla linea elettrica o dalla batteria del telefono. Questa si chiama resistenza ed è nemica dei computer e dell'energia pulita.

Un superconduttore è un materiale che lascia passare l'elettricità con resistenza pari a zero, sia che si tratti di un metallo elementare come lo stagno o di un composto fatto di rame e ossigeno. Inoltre espelle tutti i campi magnetici. Alcuni superconduttori funzionano solo a temperature estremamente basse o a pressioni estremamente elevate, il che li rende del tutto impraticabili da utilizzare su larga scala. Finora nessuno ha confermato l’esistenza di un superconduttore riproducibile che funzioni a temperatura ambiente e a pressione ambiente normale.

Negli ultimi anni, tuttavia, l'entusiasmo è cresciuto poiché alcuni nel settore credono che siamo più vicini che mai alla ricerca del materiale magico. E ora quella speranza è riaccesa da una recente ricerca condotta da due università.

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Questa è la parte emozionante. In questo momento stiamo sprecando tonnellate di energia combattendo la resistenza elettrica di base in ogni dispositivo elettronico e in ogni rete elettrica. I superconduttori a temperatura ambiente sarebbero in grado di eliminare quel margine di spreco e potrebbero lanciarci verso il futuro più efficiente dal punto di vista energetico.

Come mai? Per tenere conto della quantità di potenza che perderai a causa della resistenza, devi generare più potenza di quella effettivamente utilizzata per qualsiasi dispositivo elettronico. L'elettricità inutilizzata si trasforma in calore, il che significa che sono necessarie più parti nel dispositivo per raffreddarlo. Su scala globale, tutto questo costoso spreco di energia-calore si somma rapidamente: dalle enormi server farm alla logistica della catena di fornitura, dalle macchine per la risonanza magnetica ad alto consumo di energia ai computer quantistici.

"Anche se sono stati visti sforzi promettenti per sondare i limiti delle possibilità, alcuni fallimenti di alto profilo hanno portato la maggior parte della comunità scientifica a gettare scetticismo su qualsiasi affermazione di scoperta."

Alcune delle tecnologie pulite più entusiasmanti e promettenti, come i treni a levitazione magnetica e altri trasporti a basso costo e ad alta velocità, potrebbero finalmente essere praticabili per lo sviluppo di massa con l’uso dei superconduttori. I superconduttori pratici potrebbero anche portare a risonanze magnetiche più piccole ed economiche, che potrebbero non aver più bisogno dell’elio per il raffreddamento: una buona notizia dato che un giorno potremmo rimanere senza elio. Il raffreddamento dei reattori a fusione nucleare potrebbe diventare più sicuro e più semplice. Le batterie di tutti i tipi, piene di metalli preziosi estratti pericolosamente e di sostanze chimiche pericolose, potrebbero essere ridotte a semplici dispositivi di riserva con l’introduzione dell’immagazzinamento di energia magnetica superconduttrice.

Se utilizzasse l’elettricità, un superconduttore a temperatura ambiente probabilmente lo renderebbe più piccolo e più efficiente. Probabilmente farebbe anche vincere ai ricercatori un premio Nobel e potenzialmente li renderebbe estremamente ricchi.