„Wow“ – Ungeahnte Möglichkeiten
Seit seiner Entdeckung im Jahr 2004 haben Wissenschaftler geglaubt, dass Graphen, ein leichtes, sehr biegsames und äußerst hartes Material, die Fähigkeit zur Supraleitung hat. Nun haben Forscher am St John’s College der Universität von Cambridge einen Weg gefunden, um das zuvor ruhende Potenzial zu aktivieren. In einem Versuch regten sie die zuvor versteckte Fähigkeit von Graphen an, als Supraleiter zu wirken – das heißt, dass es veranlasst werden kann, widerstandsfrei elektrischen Strom zu leiten.
„Graphene’s superconductive power has finally been unlocked, and it’s crazier than we expected – Okay, wow.“ (Die Supraleitfähigkeit von Graphen ist endlich erreicht worden, und es ist irrsinniger als wir erwartet haben. Okay, wow.) So – ziemlich unwissenschaftlich begeistert – beginnt ein Artikel in sciencealert.com. In der Tat: Das am 19.01.2017 in Nature Communications veröffentlichte Ergebnis erweitert die Möglichkeiten von Graphen, das ohnehin bereits weithin als Material gilt, das Geschäftsberiche wie Gesundheit und Elektronik revolutionieren könnte. Graphen ist eine zweidimensionale Schicht von Kohlenstoffatomen und kombiniert einige bemerkenswerte Eigenschaften; Zum Beispiel ist es sehr stark, aber auch leicht und flexibel und sehr gut leitfähig.
Seit seiner Entdeckung 2004 haben Wissenschaftler spekuliert, dass Graphen auch die Fähigkeit zum Supraleiter haben kann. Bisher wurde die Supraleitung in Graphen nur durch Dotierung mit oder durch Aufbringen eines supraleitenden Materials erreicht – ein Verfahren, das jedoch einige seiner anderen Eigenschaften beeinträchtigen kann. Aber in der neuen Studie konnten Cambridger Forscher das ruhende Potenzial von Graphen zu selbständigem Supraleiten aktivieren.
Supraleiter werden bereits in zahlreichen Anwendungen eingesetzt. Weil sie große Magnetfelder erzeugen, sind sie wesentliche Komponenten in MRI-Scannern und Schwebebahnen. Sie könnten auch in der Produktion energieeffizienter Stromleitungen und Vorrichtungen, die Energie für Millionen von Jahren speichern können, verwendet werden. Doch das supraleitende Graphen öffnet noch mehr Möglichkeiten. Die Forscher deuten zum Beispiel an, dass Graphen in neuen Arten supraleitender Quantenvorrichtungen für High-Speed-Computing verwendet werden könnte, interessanterweise auch, um die Existenz einer geheimnisvollen Form der Supraleitung zu belegen – bekannt als „p-Welle“-Supraleitung, um deren Verifizierung Forscher seit mehr als 20 Jahren ringen.