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News: Supraleitung bei Raumtemperatur?

Guo-meng Zhao und Yong Sheng Wang von der University of Houston in Texas wollen auf Hinweise gestoßen sein, dass mehrwandige Kohlenstoff-Nanoröhrchen bei Raumtemperatur supraleitend sind. Die Wissenschaftler untersuchten ein Bündel der Mikrometer langen und Nanometer dünnen Strukturen und stellten fest, dass die Röhrchen bis zu einer Temperatur von 400 Kelvin einem äußeren Magnetfeld ein eigenes Feld entgegensetzen. Ein Supraleiter verhält sich wie ein idealer Diamagnet und erzeugt ein ebensolches Gegenfeld.

Zwar maßen die Forscher noch einen elektrischen Widerstand – widerstandloser Stromtransport ist sonst das untrügliche Zeichen für Supraleitung –, aber das führen die Wissenschaftler auf die Übergänge zwischen den Röhrchen zurück.

Während sich einige Physiker wenig überzeugt von den Ergebnissen zeigen, erklärt der Theoretiker Sasha Alexandro von der Loughborough University in Leicestershire, dass theoretisch nichts gegen Supraleitung bei Raumtemperatur sprechen würde. Supraleitung wird durch Gitterschwingungen, so genannte Phononen, vermittelt. Sie bewirken, dass sich zwei Elektronen zu einem neuen Teilchen, dem Cooper-Paar, zusammenfinden. Die Frequenz der Gitterschwingungen ist in Nanoröhrchen viel höher als in normalen Materialien, was letztlich auch zu höheren Temperaturen bei der Supraleitung führen müsste.

Um die Frage eindeutig zu beantworten, muss man nun den Widerstand eines einzelnen Röhrchens messen. Die Nanoröhrchen wären jedenfalls das erste bekannte Material, das bei Raumtemperatur verlustfrei Strom leiten würde. Der derzeitige Temperaturrekord für Supraleiter liegt bei etwa 134 Kelvin beziehungsweise 164 Kelvin unter Druck. Ein Supraleiter bei Raumtemperatur hätte große technische Bedeutung, da sich mit ihm Strom über große Strecken verlustfrei leiten ließe. Doch selbst wenn Nanoröhrchen dies leisten könnten, so müssten zunächst preisgünstigere Herstellungsverfahren entwickelt werden, denn zur Zeit kostet ein Gramm Nanoröhrchen etwa 1500 US-Dollar – zum Vergleich: der Goldpreis liegt bei etwa zehn Dollar pro Gramm.

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  • Quellen
New Scientist
Philosophical Magazine B, in Druck, Preprint

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