Chemicy z Uniwersytetu Warszawskiego załatają dziurę budżetową?

Jeśli wszystko się powiedzie, w przyszłości będzie można o wiele taniej transportować prąd elektryczny. Obecnie wykorzystując zwykłe materiały takie jak aluminium, tracimy nawet do 40 proc. prądu, tak jest w przypadku motoru elektrycznego, a w liniach przesyłowych wysokiego napięcia do 30 proc.

Czytaj także: Nowy gmach UW na ulicy Dobrej. Kolorowe ściany i szklana elewacja [ZDJĘCIA]

– Gdyby udało się transportować prąd materiałami nadprzewodzącymi w temperaturze pokojowej, zredukowalibyśmy te straty do zera – mówi prof. Wojciech Grochala, kierownik projektu. – Byłaby to niewiarygodna oszczędność. W skali Polski kilkanaście miliardów dolarów rocznie, czyli wysokość naszej dziury budżetowej. Oczywiście trzeba się liczyć z wysokim kosztem wyprodukowania tych materiałów i zastąpienia starych uzwojeń nowymi, ale później w bardzo długiej perspektywie czasowej nie musielibyśmy ponosić strat energii – dodaje profesor.

Nadprzewodnictwo można wykorzystać też przy budowie szybszych procesorów terahercowych oraz pociągów poruszających się na poduszce magnetycznej. Takie lewitujące pociągi w Japonii osiągają już prędkość większą niż 500 km/h.

W zespole oprócz prof. Grochali było trzech doktorów, dwóch doktorantów i aż ośmiu magistrów. W programie TEAM prowadzonym przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej chodziło o zaangażowanie młodych, utalentowanych naukowców w ważne badania. Na ich prowadzenie zespół otrzymał ok. 1,8 mln zł.

– Ze względu na bardzo silne powiązanie z chemią fluoru, która jest bardzo trudna i niebezpieczna, takie badania prowadzone są w niewielu ośrodkach na świecie – mówi kierownik projektu. Naukowcy współpracowali z laboratorium fluorowym Instytutu Jožefa Stefana w Słowenii, ośrodkiem wysokociśnieniowym w Carnegie Institution of Washington, ośrodkiem synchrotronowym i neutronowym PSI w Szwajcarii oraz z amerykańskim laboratorium rządowym Argonne National Laboratory koło Chicago.

Nadprzewodnictwo zaobserwowano po raz pierwszy w 1911 roku. Dowiedziono wtedy, że schłodzona do bardzo niskich helowych temperatur rtęć wykazuje brak oporu elektrycznego dla prądu stałego. Za to odkrycie holenderski fizyk Heike Kamerlingh-Onnes został uhonorowany nagrodą Nobla. Od tego czasu na całym świecie trwają wysiłki, by zsyntezować materiały wykazujące nadprzewodnictwo w temperaturach otoczenia.

Do lat 80. nauka o nadprzewodnictwie rozwijała się powoli. Sądzono, że temperatura 40 kelwinów jest nieprzekraczalna. Tymczasem w połowie lat 80. nastąpił przełom. Z poziomu 35 kelwinów temperatura krytyczna wzrosła do 164 kelwinów dla związków miedzi i tlenu. – Nam udało się scharakteryzować bardzo dużą gamę ważnych i egzotycznych związków, które wcześniej nie były szczegółowo zbadane. Okazało się że proste związki srebra dwuwartościowego są wice-rekordzistami jeśli chodzi o siłę oddziaływań magnetycznych, przewyższają je jedynie tlenki miedzi, a to bardzo dobry prognostyk na przyszłość jeśli chodzi o temperaturę krytyczną materiałów tzw. domieszkowanych – mówi prof. Grochala.

Zobacz koniecznie: Na Uniwersytecie Warszawskim otwarto Ośrodek Produkcji i Badania Radiofarmaceutyków [ZDJĘCIA]

W ciągu czterech lat naukowcy zajmowali się 20 związkami chemicznymi, 7 z nich wykazało tzw. oddziaływania antyferromagnetyczne, ale tylko dwa wykazywały silne dwuwymiarowe oddziaływania antyferromagnetyczne, niezbędne przy wygenerowaniu nadprzewodnictwa. Niestety, żadnego z dwóch związków chemicznych nie udało się domieszkować czyli wprowadzić do nich niewielkiej ilości innych pierwiastków chemicznych. Badania będą jednak kontynuowane w kolejnych latach. Grupa prof. Grochali w dwóch konkursach prowadzonych przez Narodowe Centrum Nauki otrzymała ok. 2 mln. zł.