İnsanlık tarihi boyunca bilim ve teknolojiye verilen önem giderek artmıştır. Günümüzde ise bu önem zirveye ulaşmış durumda. Uzay madenciliğinden yapay organ üretimine, dünyalaştırma teknolojilerinden kuantum bilgisayarlara kadar pek çok alanda doğanın ve insanlığın bilgi sınırlarını keşfetmeye devam ediyoruz. Hatta bazen farklı bilim dallarında çığır açan gelişmeleri aynı gün içinde öğreniyoruz. Bu bilgi üretim hızı ve yoğunluğu, bazı keşiflerin önemini anlamak için yeterli zamanı bulamamamıza neden olabiliyor. Boğaziçi Ventures olarak, “disruptive innovation” stratejimizin bir parçası olarak, teknolojiyi ve hayatımızı daha iyi hale getiren yenilikleri yakından takip ediyor ve bu bilgileri paylaşıyoruz. Geçtiğimiz hafta bilim dünyasının gündemine oturan süperiletkenler hakkında bir derleme yapmanın, bu konuya ilgi duyanlar ve bu konuyu yeni duyanlar için faydalı olacağını düşündük.
Süperiletkenlik Nedir?
Süperiletkenliği anlamadan önce, “iletken” terimini kısaca ele almak faydalı olacaktır. Evrenin maddeleri elektron, nötron ve proton adı verilen parçacıklardan oluşan atomlardan meydana gelir. Elektrik ve iletkenlik kavramları, bu parçacıklardan sadece elektronlarla doğrudan bağlantılıdır. Basitçe anlatmak gerekirse, enerjiye sahip olan elektronlar, atomlarından koparak başka bir atoma geçebilirler. Elektrik enerjisi aktarımı bu şekilde gerçekleşir. İletkenlik ve yalıtkanlık ise, atomların elektron kaybetmeye veya almaya ne kadar direnç gösterdiği ile ilgilidir. Yüksek enerjili maddeler yeni elektron almaya daha dirençliyken, düşük enerjili atomlar elektron kaybetmekte isteksizdir.
Metal elementleri, elektronlarını kontrol altında tutmakta ametal ve soygazlara kıyasla daha az isteklidir. Bu nedenle, gündelik hayatımızda iletken olarak adlandırdığımız tüm elementler metaldir. Ortam ısısı düştükçe veya basınç arttıkça, metal atomları birbirine yaklaşır ve yüksek enerjili bir elektron kolayca bir atomdan diğerine geçebilir.
Bir maddenin iletkenliği, madde yapısına, ortam sıcaklığına ve basınca bağlıdır. Süperiletkenlik ise, bu iki değişkenin ideal olmasıyla enerji iletimi sırasında elektronların sıfıra yakın veya sıfır direnç görmesidir. Bu durum, elektrik iletimi sırasında kaybolan enerjinin sıfıra düşmesi ve tam verime ulaşmak anlamına gelir.
Ancak günümüze kadar keşfedilmiş süperiletken maddelerin hiçbiri, gerekli ortam şartları ve maliyetler açısından günlük hayatımıza girebilecek imkana sahip değildi. Örneğin, -273 ile –243 Santigrat derece arasında bir sıcaklığa veya 10.000 atmosfer basınca ihtiyaç duyan cihazları evde veya ofiste bulundurmak oldukça zahmetli ve maliyetlidir.
Oda Sıcaklığında Süperiletken Maddeler Olsaydı?
Elektrik akımının kullanıldığı her sistemde, iletkenliğin yüksek olması mühendislerin arzuladığı bir özelliktir. Bilgisayarlardan sağlık cihazlarına, ulaşımdan enerji üretimine kadar sayısız alanda elektrik devrelerinin yüksek verimde çalışması için araştırmalar ve geliştirmeler yapılmaktadır.
Oda sıcaklığında süperiletkenlerin varlığı, hayatımızı birçok alanda pozitif yönde etkileyebilir: – Elektrik hatlarındaki aktarım kapasitesi 200 kattan fazla artırılabilir.
– Süperiletkenlerde direncin sıfır olması, müdahale edilmediği sürece sonsuza kadar süren manyetik alanlar oluşturabilir. Bu şekilde elde edilen mıknatıslar, manyetizmadan faydalanılan birçok alanda kullanılabilir.
– Tokamak Füzyon Reaktörü gibi manyetizmadan faydalanılan enerji üretim tesislerinin hayata geçirilmesi kolaylaşır.
– Manyetizmadan faydalanarak havada asılı kalabilen yüksek hızlı trenlerin maliyetleri azalır, verimleri artar.
– MR cihazları daha hassas çalışabilir.
– Daha verimli elektrik motorları ve jeneratörler üretilebilir.
– Kuantum bilgisayarların kullanım alanları ve işlem güçleri artar.
– Daha güçlü ve hassas radyo frekans antenleri geliştirilebilir.
– CERN’de kullanılan Büyük Hadron Çarpıştırıcısı gibi parçacık hızlandırıcıların çok daha verimli versiyonları üretilebilir.
– İşlem gücü daha yüksek akıllı elektronik cihazlar üretilebilir.
Enerjinin üretimi, iletilmesi ve işlevsellik kazandırılması adına gerçekleştirilen tüm iş kollarında büyük sıçrayışların yaşanmasını sağlayabilecek bu gelişme için uzun süredir çalışmalar yapılmaktaydı. Temmuz ayında Güney Koreli ve ABD’li araştırmacılardan oluşan bir ekip, fosfat ve bakır ile zenginleştirilmiş bir seramik macunu üzerinde yaptıkları deneyde, bu materyalin oda sıcaklığında süperiletken özellik gösterdiğini keşfetti. Bu çalışmanın sonuçlarının paylaşılmasıyla konu, bilim dünyasında büyük yankı uyandırdı. Akademisyenler ve mühendisler arasında görüş ayrılıklarına yol açtı; kimileri bu çalışmanın mutlaka bir hata barındırdığını düşünürken, diğerleri bu çalışmanın bilim ve teknoloji adına büyük bir atılım olduğunu savundu.
Süperiletkenlerin Potansiyel Uygulamaları
Süperiletkenlerin günlük hayata entegrasyonunun birçok alanda devrim niteliğinde değişikliklere yol açabileceğini görmek mümkündür. Örneğin:
Enerji Üretimi ve Dağıtımı: Süperiletkenler, enerji üretimi ve dağıtımı alanında büyük yeniliklere kapı açabilir. Elektrik hatlarının verimliliğini artırarak enerji kayıplarını minimize edebilirler. Bu, enerji maliyetlerinin düşmesine ve daha sürdürülebilir enerji çözümlerinin yaygınlaşmasına yardımcı olabilir.
Tıbbi Cihazlar: Manyetik Rezonans Görüntüleme (MR) cihazları gibi tıbbi cihazlar, süperiletken teknolojisi ile daha hassas ve etkili hale gelebilir. Bu, tıbbi teşhislerin doğruluğunu artırarak sağlık hizmetlerinin kalitesini yükseltebilir.
Ulaşım: Süperiletken teknolojisi, manyetik levitasyon trenleri gibi yenilikçi ulaşım çözümlerinin geliştirilmesini sağlayabilir. Bu tür trenler, daha yüksek hızlarda ve düşük maliyetlerle seyahat imkanı sunarak ulaşımı daha verimli ve çevre dostu hale getirebilir.
Elektronik ve Bilgisayar Teknolojileri: Kuantum bilgisayarlar ve yüksek performanslı işlemciler, süperiletken malzemeler sayesinde daha güçlü ve verimli hale gelebilir. Bu, bilgi işlem gücünde devrim niteliğinde bir artışa yol açarak, birçok endüstride büyük ilerlemeler sağlayabilir.
Süperiletkenlerin Geleceği
Güney Koreli ve ABD’li araştırmacıların fosfat ve bakır ile zenginleştirilmiş seramik macunu üzerinde yaptığı deneyin sonuçları, bilim dünyasında büyük yankı uyandırdı. Ancak bu sonuçların doğruluğunu teyit etmek ve oda sıcaklığında süperiletkenliğin gerçekten mümkün olup olmadığını kesinleştirmek için daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır.
Oda sıcaklığında süperiletkenlerin varlığı, sadece teorik olarak değil, pratik olarak da büyük bir devrim anlamına gelir. Bu, enerji verimliliğinden sağlık teknolojilerine, ulaşım çözümlerinden bilgisayar teknolojilerine kadar birçok alanda devrim niteliğinde değişikliklere yol açabilir.
Boğaziçi Ventures olarak, yeni ve yenilikçi teknolojileri yakından takip ederek, bu alanlarda hayata geçen projeleri desteklemeye yönelik bir vizyon benimsiyoruz. “Disruptive innovation” stratejimiz doğrultusunda yaptığımız yatırımlarla teknolojiyi, dünyayı daha iyi bir yer haline getirecek projelere öncelikle Türk girişimcilerle hayata geçiriyoruz. Önümüzdeki günlerde daha sık duymaya başlayacağımız süperiletkenlerin kullanımına dayalı teknoloji projelerini büyük bir heyecanla takip ediyoruz.
Sonuç
Süperiletkenlik, bilim ve teknoloji dünyasında çığır açan bir keşif olarak karşımıza çıkıyor. Özellikle oda sıcaklığında süperiletkenlik, birçok alanda devrim niteliğinde yeniliklere kapı aralayabilir. Bu teknolojinin hayatımıza entegre olması, enerji verimliliğinden sağlık hizmetlerine, ulaşım çözümlerinden bilgi işlem teknolojilerine kadar birçok alanda büyük değişikliklere yol açabilir. Boğaziçi Ventures olarak, bu alandaki gelişmeleri yakından takip ederek, yenilikçi projelere destek vermeye devam edeceğiz.
. . .
İlgili bağlantılarımız;
- Perakende Medya Ağı (Retail Media Network)
- Teknoloji Yatırımları Neden Önemlidir?
- BV Insights makalelerimizi keşfedin ve abone olun!
- BV Portföy’ün Yapay Zeka Odaklı Teknoloji Değişken Fonunu inceleyin!
Referanslar:
– [Room Temperature Superconductors Could Revolutionize Electronics](https://theconversation.com/room-temperature-superconductors-could revolutionize-electronics-an-electrical-engineer-explains-the-materials-potential-201849) – [IEEE Spectrum: Room Temperature Superconductor](https://spectrum.ieee.org/room temperature-superconductor)
– [Ars Technica: What’s Going On With the Reports of a Room Temperature Superconductor?](https://arstechnica.com/science/2023/08/whats-going-on-with-the-reports of-a-room-temperature-superconductor/)
– [PPPL: Major Next Steps for Fusion Energy Based on Spherical Tokamak Design](https://web.archive.org/web/20210919050707/https://www.pppl.gov/news/2016/08/ major-next-steps-fusion-energy-based-spherical-tokamak-design)
– [ARK Invest: Did Scientists Just Discover a Room Temperature Superconductor?](https://research.ark-invest.com/did-scientists-just-discover-a-room temperature-superconductor-and-more)
– [The Quantum Insider: How Would Room Temperature Superconductors Change Quantum Computing?](https://thequantuminsider.com/2023/08/03/how-would-room-temperature superconductors-change-quantum-computing/)
– [TechCrunch: Room Temperature Superconductors](https://techcrunch.com/2023/08/02/room-temperature-superconductors/)
