Die Zukunft drucken: Atomare 3D-Durchbrüche bei Supraleitern

Forschende der Cornell University haben eine bahnbrechende 3D-Druckmethode vorgestellt, die im Maßstab von Atomen arbeitet. Ihr Verfahren könnte die Art und Weise, wie Supraleiter entworfen und hergestellt werden, revolutionieren und neue Möglichkeiten in Bereichen eröffnen, die extreme Effizienz erfordern – wie etwa das Quantencomputing.

Das Team verwendete eine Tinte aus Copolymeren, gemischt mit anorganischen Partikeln, und druckte diese auf eine Oberfläche. Beim Erhitzen verwandelte sich die Tinte in das, was sie einen „porösen kristallinen Supraleiter“ nennen. Auf kleinster Ebene führte das Erhitzen dazu, dass sich Atome in einer Gitterstruktur neu angeordneten. Gleichzeitig verstärkten größere, bereits eingebettete Partikel das Gerüst, was zu einer kristallinen Struktur mit einer für Supraleitermaterialien rekordverdächtigen Oberfläche führte.

Ein Jahrzehnt der Beharrlichkeit

Dieser Durchbruch ist das Ergebnis von fast zehn Jahren Arbeit unter der Leitung von Professor Ulrich Wiesner vom Department of Materials Science and Engineering an der Cornell University. Durch die Schaffung von Supraleitern mit beispielloser Oberfläche hofft das Team, neue Ansätze für Geräte zu inspirieren, die auf Quanteneffekten beruhen. Obwohl sich die Methode noch im Anfangsstadium befindet, könnte sie schließlich auf metallische Verbindungen wie Titannitrid angewendet werden und damit Materialien mit unterschiedlichen, aber ebenso nützlichen Eigenschaften ermöglichen.

Ein globales Rennen der Entdeckungen

Weltweit verändern andere Durchbrüche ebenfalls das Feld. Japanische Forschende an der Nagoya University haben Fortschritte mit Galliumnitrid-Halbleitern erzielt, während MIT-Wissenschaftler in Graphit einen Supraleiter entdeckt haben, der sich wie ein Magnet verhält. Unterdessen bestätigten Forschende im Vereinigten Königreich die Existenz des „Altermagnetismus“ – einer neuen Klasse von Magnetismus, die die Entwicklung supraleitender Technologien beschleunigen könnte.