Kỷ lục mới từ Đại học Houston

Nhóm nghiên cứu tại Texas Center for Superconductivity (TcSUH), Đại học Houston đã đạt nhiệt độ chuyển pha siêu dẫn (Tc) ở mức 151 Kelvin (tương đương -122°C). Đây là mức cao nhất từng được ghi nhận cho vật liệu siêu dẫn ở áp suất thường. Tc là ngưỡng mà dưới đó vật liệu có thể dẫn điện không có điện trở, loại bỏ hoàn toàn thất thoát năng lượng.

Giáo sư Ching-Wu Chu, đồng tác giả chính, cho biết:
“Truyền tải điện qua lưới điện hiện nay mất khoảng 8%. Nếu tiết kiệm được phần này, chúng ta sẽ giảm chi phí hàng tỷ đô la và giảm tác động môi trường.”

Ý nghĩa năng lượng và công nghệ

Siêu dẫn đã được ứng dụng trong máy MRI, máy gia tốc hạt, và được coi là nền tảng cho lò phản ứng nhiệt hạch cùng các thiết bị điện tử siêu hiệu quả. Thách thức lớn nhất luôn là nhiệt độ: hầu hết vật liệu siêu dẫn cần làm lạnh bằng helium lỏng rất tốn kém.

Việc nâng Tc lên gần nhiệt độ phòng sẽ mở ra khả năng ứng dụng rộng rãi. Kết quả mới tuy chưa đạt mục tiêu đó, nhưng đã thu hẹp khoảng cách và giới thiệu phương pháp đầy hứa hẹn.

Phương pháp “quenching áp suất”

Đột phá này dựa trên kỹ thuật pressure quenching – thường dùng trong quá trình tạo kim cương. Vật liệu được đặt dưới áp suất cao để tăng Tc, sau đó làm lạnh và nhanh chóng đưa về áp suất thường, “khóa” trạng thái siêu dẫn đã cải thiện. Nhờ vậy, vật liệu duy trì Tc cao mà không cần áp suất liên tục.

Giáo sư Chu nhấn mạnh:
“Các nghiên cứu trước đã đạt siêu dẫn ở nhiệt độ phòng dưới áp suất cao. Phương pháp của chúng tôi cho thấy có thể giữ trạng thái đó ngay cả khi trở về áp suất thường.”

Tương lai và hợp tác khoa học

Mục tiêu cuối cùng vẫn là đạt siêu dẫn ở nhiệt độ phòng (~300 K) trong điều kiện áp suất thường. Nhóm nghiên cứu tin rằng với sự hợp tác rộng rãi giữa các nhà vật liệu, hóa học, kỹ thuật và vật lý, mục tiêu này có thể đạt được.

Giáo sư Rohit Prasankumar (Intellectual Ventures) nhận định:
“Siêu dẫn ở nhiệt độ phòng đã được coi là ‘chén thánh’ của khoa học hơn một thế kỷ. Kết quả này cho thấy chúng ta đang tiến gần hơn bao giờ hết, dù vẫn còn khoảng cách 140°C cần vượt qua.”