Suprajohtavuuden valtavat energiahyödyt ovat tekoälyyn perustuvan menetelmän ansiosta askeleen lähempänä.
Aalto-yliopiston professorin Päivi Törmän vetämä kansainvälinen SuperC-konsortio on osoittanut, että tekoälyn avulla on mahdollista löytää uusia suprajohtimia paljon aiempaa nopeammin.
Tutkijat tunnistivat tekoälypohjaisella menetelmällä kaksi uutta suprajohdemateriaalia, YRu3B2:n ja LuRu3B2:n.
Materiaalien suprajohtavuus syntyy elektronien muodostamista litteistä vöistä niin sanotussa Kagome-kuviossa, joka on perinteinen japanilainen korinkudontatekniikka.
Yhdysvaltalaisen Ricen yliopiston tutkijat valmistivat teoreettisen varmennuksen jälkeen näytteet professori Emilia Morosanin johdolla. Lopuksi materiaalien suprajohtavuus todennettiin kokeellisesti.
Tutkimus on julkaistu Physical Review Research -lehdessä.
Iso askel kohti huoneenlämpöistä suprajohdinta
Monet potentiaaliset suprajohtavat materiaaliyhdistelmät ovat käyttökelvottomia tai liian hankalia syntetisoida tai skaalata.
Tekoälyn avulla materiaaliyhdistelmien joukosta voidaan seuloa lupaavimmat kandidaatit, minkä jälkeen tutkijat laskevat teoreettisesti, ovatko ne suprajohtavia.
”Tällä tavoin suprajohtimien etsimistä voi nopeuttaa valtavasti. Tekoälyn avulla pystymme käsittelemään ehkä jopa miljardeja materiaaleja. Se on iso askel kohti huoneenlämpöistä suprajohdinta”, Törmä sanoo.
Voivat mullistaa energiankulutuksen
Suprajohtimet ovat materiaaleja, jotka kuljettavat sähkövirtaa ilman vastusta. Niitä käytetään esimerkiksi kvanttitietokoneissa, lääketieteellisissä kuvantamislaitteissa, fuusioreaktoreissa ja maglev-junissa.
Nykyisin tunnetut suprajohtimet vaativat ympärilleen kalliita jäähdytyslaitteita, koska ne toimivat vain äärimmäisen kylmässä eli lähellä absoluuttista nollapistettä. Tutkijat yrittävätkin löytää huoneenlämpöisiä suprajohtimia.
”Huoneenlämmössä toimiva suprajohdin muuttaisi pysyvästi energiankulutustamme”, Päivi Törmä sanoo.
”Perinteisten johtimien korvaaminen suprajohteilla vähentäisi merkittävästi esimerkiksi tietotekniikan ja datakeskusten globaalia energiankulutusta ja pienentäisi koko IT-alan lämpöjalanjälkeä.”
Yhdessä ilmastonmuutosta vastaan
Törmä ja ryhmä muita tunnettuja fyysikkoja perustivat SuperC-konsortion vuonna 2023 valjastaakseen kvanttifysiikan taisteluun ilmastonmuutosta vastaan.
Kyseessä on ensimmäinen kerta, kun suprajohteiden löytämiseksi tehdään maailmanlaajuista yhteistyötä. Konsortion tavoite on löytää huoneenlämmössä toimiva johdin vuoteen 2033 mennessä.
Aiheesta aiemmin:
Tilaa Kemiamedian uutiskirje!
Tilaajana saat sähköpostiisi kerran viikossa kiinnostavimmat uutiset ja tiedot alan tapahtumista ja työpaikoista. Osallistut samalla arvontaan!
