دانشنامه تاریخی
مواد ابررسانا به عنوان مواد منحصر به فردی شناخته می‌شوند که تحت شرایط خاص (معمولاً در دماهای پایین) جریان الکتریکی را بدون هیچ گونه اتلافی هدایت می‌کنند، به عبارت دیگر، فاقد مقاومت الکتریکی هستند. ابررسانایی در اوایل قرن بیستم کشف شد، اما از دهه ۲۰۲۰ به بعد، توسعه وسیع فناوری‌های جدید ابررسانا آغاز شده است که علاقه به این پدیده و کاربردهای آن در سیستم‌های الکتریکی را دوباره زنده کرده است.
کشف ابررسانایی در سال ۱۹۱۱ توسط فیزیکدان هلندی هایکه کمرلینگ وننس انجام شد، که متوجه شد جیوه در دماهای زیر ۴.۲ کلوین مقاومت الکتریکی خود را از دست می‌دهد. با مطالعه این پدیده، انواع مختلفی از ابررساناها، از جمله ابررساناهای "دما پایین" و "دما بالا"، که می‌توانند در شرایط کمتر شدید عمل کنند، کشف شدند. در سال ۱۹۸۶، انقلابی در زمینه ابررسانایی با کشف ابررسانای با دمای بالا YBCO (اکسید ایتریوم-باریم-مس) که در دماهای بالای ۹۰ کلوین کار می‌کند، به وقوع پیوست.
از ابتدای دهه ۲۰۲۰، تحقیق در زمینه مواد ابررسانا جان تازه‌ای گرفت. دانشمندان به طرز گسترده‌ای از روش‌های پیشرفته شبیه‌سازی مبتنی بر یادگیری ماشین برای ایجاد ترکیبات جدید از عناصر به منظور دستیابی به ویژگی‌های بهینه ابررسانایی استفاده کردند. استفاده از فناوری‌های کریوژنیک و همچنین روش‌های جدید سنتز و پردازش مواد، منجر به ظهور ابررساناهایی با دماهای بحرانی به مراتب بالاتر شد.
یکی از دستاوردهای مهم سال‌های اخیر ساخت ابررساناهای آهنی است که می‌توانند در دماهای تا ۵۵ کلوین عمل کنند. اما کشف ابررساناهای "هیدریدی" مانند H3S و LaH10 که در دهه ۲۰۲۰ اتفاق افتاده، به واقع یک پیشرفت بزرگ است: برخی از آن‌ها ابررسانایی را تحت فشار اتمسفری یا حتی در دماهای بالای ۲۵۰ کلوین نشان می‌دهند. این کشف امکانات جدیدی را برای استفاده از مواد ابررسانا در شرایط مختلف فراهم می‌کند و به طرز چشمگیری هزینه‌های خنک‌کردن را کاهش می‌دهد.
مواد ابررسانا در سیستم‌های الکتریکی مدرن کاربردهای متنوعی دارند. یکی از امیدوارکننده‌ترین زمینه‌ها ایجاد مغناطیس‌های ابررساناست که در تصویربرداری تشدید مغناطیسی (MRI) و همچنین در دستگاه‌های علمی مانند برخورددهنده هادرونی بزرگ استفاده می‌شوند. کابل‌های ابررسانا می‌توانند به طور چشمگیری اتلاف انرژی را در حین انتقال الکتریسیته کاهش دهند، که این امر توزیع کارآمدتر انرژی الکتریکی را در فواصل بیشتر ممکن می‌سازد.
از آنجا که مواد ابررسانا اتلاف انرژی صفر را فراهم می‌کنند، ادغام انبوه آن‌ها می‌تواند منجر به مزایای اقتصادی و زیست‌محیطی قابل توجهی شود. کاهش اتلاف در انتقال الکتریسیته به کاهش مصرف منابع مورد استفاده برای تولید انرژی و همچنین کاهش انتشار دی‌اکسید کربن مرتبط با تولید انرژی کمک می‌کند. انتظار می‌رود در آینده، استفاده از فناوری‌های ابررسانا به سیستم‌های انرژی پایدارتر کمک کند.
با وجود مزایای فراوان مواد ابررسانا، چالش‌های زیادی در پیش روی جامعه علمی وجود دارد. یکی از مشکلات اصلی هزینه تولید و نیاز به حفظ ابررساناها در دماهای بحرانی پایین است. با این حال، پیشرفت در زمینه علم مواد و فناوری‌های کریوژنیک، همچنین توسعه روش‌های جدید ترکیب عناصر، افق‌هایی برای غلبه موفق بر این دشواری‌ها در دهه‌های آینده ایجاد می‌کند.
مواد ابررسانا همچنان نقش کلیدی در توسعه سیستم‌های الکتریکی و فناوری‌ها ایفا می‌کنند. کشفیات انجام شده در دهه ۲۰۲۰ به وضوح نشان می‌دهند که آینده به مواد ابررسانا تعلق دارد که قادر به غلبه بر محدودیت‌های موجود و تغییر اساسی در رویکرد به ایجاد راه‌حل‌های انرژی کارآمد و پایدار هستند. این مسیر نه تنها تغییرات فناوری، بلکه تغییرات اقتصادی و زیست‌محیطی را به همراه دارد که قطعاً بر آینده انرژی در سراسر جهان تأثیر می‌گذارد.