Due pubblicazione scientifiche ambedue presso la Cornell University, una pubblicata il 22 luglio 2023 da un team coreano e l’altra il 3 agosto 2023 da un team cinese sembrano riportare le stesse conclusioni sulla sintesi di un nuovo superconduttore. Ambedue i team (quello coreano guidato dal ricercatore Sukbae Lee, del Quantum Energy Research Centre di Seoul. Il cinese dagli scienziati Hao Wu, dello State Key Laboratory of Material Processing and Die & Mold Technology, e Li Yang dello Wuhan National High Magnetic Field Center and Institute for Quantum Science and Engineering) riportano stimolanti risultati sperimentali sulla superconduttività a temperatura ambiente del cristallo di apatite di piombo modificato LK-99.
Il team cinese con la sua pubblicazione sembra confermare con il suo esperimento gli esiti della ricerca dei coreani, affermando che il materiali LK-99 sintetizzato mostra la levitazione di Meissner, fenomeno dei superconduttori e che hanno una temperatura di transizione superconduttiva (Tc) superiore a 400 gradi Kelvin. La temperatura critica di transizione superconduttiva è la temperatura al di sotto della quale un materiale diventa superconduttore, cioè in grado di condurre corrente elettrica senza resistenza. Una Tc più elevata indica che il materiale può esibire il fenomeno di superconduttività a temperature più alte, il che è un risultato scientificamente significativo e potrebbe avere eccezionali applicazioni pratiche in diversi campi.
Dunque, non solo i cinesi hanno riprodotto con successo la sintesi del cristallo LK-99 con significative proprietà diamagnetiche a temperatura ambiente e pressione ambiente, ma addirittura rilevano un ampio angolo di levitazione maggiore rispetto al campione del team coreano.
Il diamagnetismo è una proprietà dei materiali in cui il loro comportamento magnetico si oppone al campo magnetico esterno. In altre parole, i materiali diamagnetici vengono respinti dai campi magnetici, causando una sorta di “scudo magnetico” intorno a loro. Questo effetto è particolarmente pronunciato nei materiali superconduttori al di sotto della loro temperatura critica di transizione. Quando tali materiali superconduttori vengono esposti a un campo magnetico, i flussi di corrente e il campo magnetico si accoppiano in modo quantistico, generando un effetto diamagnetico così forte che il materiale sembra levitare sopra il magnete o essere respinto dal campo magnetico, Quindi, le proprietà diamagnetiche sono una caratteristica chiave della levitazione quantica, che si verifica quando i materiali superconduttori sono sottoposti a flussi di corrente quantizzati all’interno di un campo magnetico esterno, generando una forza di respingimento diamagnetica che porta alla levitazione. Ecco perchè i cinesi si spingono a prevedere di realizzare il vero potenziale della levitazione magnetica (Maglev) superconduttiva senza contatto a temperatura ambiente in un futuro vicino.
Nel mondo della scienza e della tecnologia, le scoperte che promettono di rivoluzionare settori chiave dell’industria catturano spesso l’attenzione e alimentano l’entusiasmo. Questi recentissimi annunci dei ricercatori cinesi e coreani che riguardano il superconduttore a temperatura ambiente LK-99, rivelano la possibilità di avere a disposizione un potenziale catalizzatore di cambiamenti epocali in campi quali quello dei trasporti, della logistica, della medicina e dell’informatica. Tuttavia, dietro questo audace claim si nasconde un mix di promesse entusiasmanti e domande ancora senza risposta.
Maglev, la tecnologia della Levitazione Magnetica
La levitazione magnetica è un metodo mediante il quale un oggetto è sospeso in aria senza alcun supporto tranne i campi magnetici. Questi campi vengono utilizzati per invertire o contrastare la forza di gravità e qualsiasi altra accelerazione contraria. La tecnologia Maglev può creare tecnologie prive di attrito, efficienti e all’apparenza futuristiche. Il principio della levitazione magnetica è noto da oltre 100 anni, quando gli scienziati americani Robert Goddard e Emile Bachelet concepirono per la prima volta treni privi di attrito. Anche se i treni levitati magneticamente sono stati al centro di gran parte dell’interesse globale verso la tecnologia Maglev, questa non è limitata solo ai viaggi in treno. Le applicazioni del Maglev dal punto di vista dell’ingegneria possono essere categorizzate e riassunte come segue:
- Ingegneria dei trasporti (treni levitati magneticamente, auto volanti o sistemi di trasporto personale rapidi (PRT), ecc.).
- Ingegneria ambientale (piccoli e grandi aerogeneratori: in casa, in ufficio, nell’industria, ecc.).
- Ingegneria aerospaziale (navi spaziali, razzi, ecc.).
- Ingegneria delle armi militari (razzi, armi da fuoco, ecc.).
- Ingegneria nucleare (la centrifuga del reattore nucleare).
- Ingegneria civile, inclusi impianti e sistemi di condizionamento dell’aria (cuscinetto magnetico, ascensore, sollevatore, ventilatore, compressore, raffreddatore, pompa, pompa per gas, pompa di calore geotermica, ecc.).
- Ingegneria biomedica (cuore artificiale, ecc.).
- Ingegneria chimica (analisi di alimenti e bevande, ecc.).
- Ingegneria elettrica (magneti, ecc.).
- Ingegneria architettonica e del design d’interni e personal goods, inclusi elettrodomestici domestici (lampada, sedia, divano, letto, lavatrice, stanza, giocattoli (treni, astronauti levitanti sopra la navicella spaziale, ecc.), cancelleria (penna), ecc.).
- Ingegneria automobilistica (auto, ecc.).
Trasporti futuristici: il Maglev oltre gli attuali limiti
Uno dei settori più affascinanti che potrebbero beneficiare enormemente dalla levitazione magnetica a temperatura ambiente è quello dei trasporti. I treni Maglev (magnetic levitation) attuali sfruttano la levitazione magnetica per librarsi sopra i binari, eliminando l’attrito e consentendo velocità notevolmente elevate. Tuttavia, l’implementazione di tali sistemi richiede attualmente la refrigerazione intensiva dei materiali superconduttori a temperature estremamente basse. Con la superconduttività a temperatura ambiente, questa limitazione potrebbe essere superata, aprendo la strada a treni Maglev più efficienti ed ecologici.
Immaginate treni Maglev che sfrecciano a velocità sorprendenti su tracciati in sospensione magnetica, riducendo notevolmente i tempi di viaggio e contribuendo alla riduzione dell’impatto ambientale del trasporto su rotaia. Questi sistemi potrebbero anche consentire il collegamento veloce tra città distanti e migliorare l’accessibilità alle aree periferiche. Inoltre, la riduzione dell’attrito e l’efficienza energetica potrebbero rendere il trasporto su rotaia ancora più sostenibile.
Logistica senza contatto: rivoluzionare lo stoccaggio e la movimentazione delle merci
Un altro settore che potrebbe essere trasformato dalla levitazione magnetica a temperatura ambiente è la logistica e lo stoccaggio delle merci. Negli ambienti industriali e di magazzino, l’uso di sistemi di levitazione magnetica potrebbe rivoluzionare il modo in cui le merci vengono spostate e maneggiate.
Immaginate un magazzino in cui le merci possono essere sollevate e spostate senza alcun contatto fisico, riducendo l’usura, il danno e l’attrito. Questo potrebbe ridurre i tempi di lavorazione, minimizzare le rotture e migliorare l’efficienza complessiva della gestione delle merci. Inoltre, la logistica basata sulla levitazione magnetica potrebbe consentire un maggiore utilizzo dello spazio, poiché le merci potrebbero essere posizionate in modo più efficiente senza la necessità di spazi percorribili.
Applicazioni mediche: rivoluzione nella cura e nella chirurgia
Il mondo della medicina potrebbe trarre enormi benefici dalla levitazione magnetica a temperatura ambiente. L’eliminazione dell’attrito e la possibilità di manipolare oggetti senza contatto fisico potrebbero aprire la strada a nuove e innovative applicazioni.
Ad esempio, la creazione di dispositivi medici avanzati, come cuori artificiali, potrebbe diventare una realtà con meno preoccupazioni legate all’usura meccanica e al rischio di guasto. Questi dispositivi potrebbero funzionare in modo più affidabile e durare più a lungo, migliorando la qualità e l’aspettativa di vita dei pazienti.
Inoltre, la levitazione magnetica potrebbe rivoluzionare le procedure chirurgiche. I chirurghi potrebbero utilizzare questa tecnologia per manipolare strumenti e sostanze senza il bisogno di toccare direttamente i tessuti, consentendo interventi più precisi e minimamente invasivi. Ciò potrebbe ridurre il rischio di infezioni, accelerare i tempi di recupero e migliorare complessivamente l’esito delle procedure.
La Sfida della Superconduttività a temperatura ambiente
Il concetto di superconduttore risale a più di un secolo fa e si riferisce a un materiale che non presenta resistenza elettrica ed elimina i campi magnetici. Una tale sostanza sarebbe estremamente efficiente dal punto di vista energetico, mantenendo una corrente quasi per sempre perché non c’è resistenza per causare la dissipazione attraverso il calore o la luce. Elementi simili sono stati creati in precedenza, ma in condizioni altamente controllate come temperature estremamente basse, sotto i 180 gradi Celsius, il che li rende poco pratici. Il valore di un materiale ad alta efficienza energetica diminuisce quando richiede molta energia solo per creare l’ambiente giusto e si perde quasi del tutto se non può essere utilizzato nelle situazioni quotidiane. Ecco perché il Santo Graal della scienza dei materiali è trovare un superconduttore che persista a temperature normali senza la necessità di operare in una sorta di camera a pressione. LK-99, se fosse il vero Graal, potrebbe essere la sostanza che rivoluziona le industrie tra cui elettronica, energia e trasporti. Potrebbe spianare la strada affinché il calcolo quantistico diventi una realtà pratica alla portatata di tutti.
LK-99: una scoperta rivoluzionaria?
L’annuncio della sintesi del superconduttore LK-99 a temperatura ambiente ha fatto scalpore nella comunità scientifica e industriale. L’idea di treni Maglev ad alta velocità che fluttuano senza attrito sui binari, rivoluzionando il trasporto su rotaia, è affascinante. Ma LK-99 potrebbe offrire molto di più. Immagina di spostare merci in grandi magazzini senza alcun contatto fisico, riducendo l’usura e aumentando l’efficienza nella logistica. Immagina strumenti medici che possono essere manovrati con precisione millimetrica all’interno del corpo umano grazie alla levitazione magnetica, aprendo nuove possibilità nelle procedure mediche. Tuttavia, il cammino verso l’adozione su larga scala di LK-99 è ancora lungo e disseminato di sfide.
Dal laboratorio alla pratica: una strada lunga e complessa
Spesso, le scoperte scientifiche che promettono di rivoluzionare l’industria richiedono anni, se non decenni, per diventare realtà. Il caso del grafene ne è un esempio. Anche se è stato scoperto decenni fa, il suo pieno potenziale deve ancora essere sfruttato commercialmente. In modo simile, la tecnologia blockchain è emersa con grande enfasi, ma il suo impatto tangibile sulla finanza e l’archiviazione dei dati deve ancora manifestarsi completamente.
Allo stesso modo, LK-99 dovrà affrontare un rigoroso processo di verifica e validazione prima di poter essere considerato un superconduttore a temperatura ambiente effettivo. Gli annunci scientifici, anche quando entusiasmanti, devono essere sottoposti a una revisione tra pari accurata e ripetibili esperimenti prima di poter essere accettati dalla comunità scientifica.
La via verso un futuro di possibilità sostenibili
Concludendo, mentre l’entusiasmo per LK-99 è giustificato, è importante mantenere una prospettiva realistica. Anche se non dovesse risultare il superconduttore a temperatura ambiente che speriamo, la ricerca e l’innovazione che circondano questa scoperta potrebbero ancora generare progressi significativi. La scienza è un viaggio di esplorazione, con alti e bassi, successi e sfide. LK-99 potrebbe diventare un importante tassello nella creazione di un futuro con treni ad alta velocità senza attrito, logistica efficiente senza contatto e tecnologie mediche all’avanguardia. Tuttavia, finché non avremo la conferma definitiva dei suoi benefici e delle sue applicazioni, dovremo aspettare pazientemente e continuare a sostenere la ricerca scientifica che alimenta il nostro progresso verso nuovi orizzonti.
DECIMO UOMO 
Lascia un commento