De flesta material som människor använder är isolatorer, som plast eller ledare, som en aluminiumkanna eller en kopparkabel. Isolatorer visar mycket hög motståndskraft mot el. Ledare som koppar visar lite motstånd. En annan klass av material uppvisar inget motstånd alls när den kyls till mycket låga temperaturer, svalare än den svalaste frysen. Kallade superledare, de upptäcktes 1911. Idag revolutionerar de elnätet, mobiltelefonteknik och medicinsk diagnos. Forskare arbetar för att få dem att prestera vid rumstemperatur.
Fördel 1: Omvandla elnätet
Elnätet är bland de största tekniska prestationerna under 1900-talet. Efterfrågan är emellertid på väg att överväldiga den. Till exempel drabbade den nordamerikanska blackout 2003, som varade cirka fyra dagar, över 50 miljoner personer och orsakade cirka 6 miljarder dollar i ekonomisk förlust. Superledarteknik ger förlustfria ledningar och kablar och förbättrar tillförlitligheten och effektiviteten i elnätet. Planer pågår för att ersätta det nuvarande kraftnätet till 2030 med ett supraledande kraftnät. Ett supraledande kraftsystem upptar mindre fastigheter och ligger begravd i marken, helt annorlunda än dagens nätlinjer.
Fördel 2: Förbättra bredbandstelekommunikation
Bredbandstelekommunikationsteknik, som fungerar bäst vid gigahertz-frekvenser, är mycket användbar för att förbättra effektiviteten och tillförlitligheten hos mobiltelefoner. Sådana frekvenser är mycket svåra att uppnå med halvledarbaserade kretsar. De har dock enkelt uppnåtts av Hypres superledarbaserade mottagare, med hjälp av en teknik som kallas rapid single flux quantum, eller RSFQ, integrerad kretsmottagare. Den fungerar med hjälp av en 4-kelvin kryokylare. Denna teknik dyker upp i många sändartorn för mobiltelefonmottagare.
Fördel 3: Hjälpa medicinsk diagnos
En av de första storskaliga tillämpningarna av supraledning är medicinsk diagnos. Magnetisk resonanstomografi, eller MR, använder kraftfulla supraledande magneter för att producera stora och enhetliga magnetfält inuti patientens kropp. MR-skannrar, som innehåller flytande heliumkylsystem, tar upp hur dessa magnetfält reflekteras av organ i kroppen. Maskinen producerar så småningom en bild. MR-maskiner är överlägsna röntgenteknik när de ger en diagnos. Paul Leuterbur och Sir Peter Mansfield tilldelades 2003 Nobelpriset i fysiologi eller medicin, "för sina upptäckter beträffande magnetisk resonanstomografi, "underliggande betydelsen av MR, och underförstått superledare, till medicin.
Nackdelar med superledare
Superledande material superledar endast när de hålls under en given temperatur som kallas övergångstemperaturen. För för närvarande kända praktiska supraledare är temperaturen mycket under 77 Kelvin, temperaturen för flytande kväve. Att hålla dem under denna temperatur innebär mycket dyr kryogen teknik. Således dyker superledare fortfarande inte upp i de flesta vardagliga elektronik. Forskare arbetar med att designa superledare som kan fungera vid rumstemperatur.