Si está interesado en hacer su propio lote del material superconductor LK-99 que acaparó los titulares de todo el mundo, es posible que se sorprenda por la complejidad y la nebulosidad del procedimiento. Y como detallaremos a continuación, es posible que también encuentre dificultades para obtener algunos de los materiales necesarios.
Si una persona ha estado entre los remolinos del drama del superconductor LK-99 como sucede en los EE. UU., esa persona es Andrew McCalip. McCalip, ingeniero de I+D de Varda Space Industries, con sede en California, ha estado a la vanguardia de los esfuerzos de replicación pública e independiente en torno al superconductor fortuito, publicando su trabajo a través de Twitter y transmitiendo en vivo el proceso de cocción a través de Twitch, una generosidad relativamente rara. De su proceso, podemos obtener más información sobre el escurridizo compuesto LK-99, su proceso de síntesis, lo difícil que es ese proceso frente a las restricciones en torno a algunos de los materiales requeridos y el proceso de fabricación un tanto «irregular» descrito en el original. papel coreano. Puedes ver sus esfuerzos en los dos álbumes de imágenes a continuación.
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El problema principal en la replicación se deriva del proceso turbio descrito en el documento coreano original: la documentación para hacer el material es increíblemente vaga. Este hecho se hace evidente por el rumor que rodea a los intentos de replicación, pero también condujo a un verdadero cementerio de muestras fallidas en posesión de McCalip.
Los científicos de materiales le dirán que para los procesos de horneado, los datos esenciales incluyen la temperatura (alrededor de 725 ºC en el vacío), cuánto tiempo se tarda en hornear y qué temperaturas (el documento da una franja de tiempo de horneado de 5 a 24 horas). , que como puede imaginar, introduce muchos errores) y la tasa de extinción (es decir, qué tan rápido se debe forzar la caída de la temperatura de las muestras).
La tasa de extinción ni siquiera se menciona en el artículo coreano original, lo que lleva a McCalip (y a otros replicadores, imaginamos) a realizar una especie de ruleta rusa que condujo a varias muestras diferentes y de apariencia alienígena del compuesto LK-99, y una serie de ampollas rotas que contienen protointentos de sintetizar el compuesto. McCalip estima que 2/3 de los viales horneados son rechazados debido a la falta de información detallada sobre el proceso de fabricación, un «muro de rendimiento» con el que otros investigadores también tendrán que lidiar.
Como ya hemos comentado antes, LK-99 es un compuesto que resulta de la reacción de sulfato de plomo con un compuesto de cobre y fósforo. Los ingredientes suelen ser fáciles de encargar: fósforo rojo y cobre para sintetizar fosfuro de cobre, y sulfato de plomo y óxido de plomo, que juntos forman un mineral llamado lanarkita.
Como se entiende actualmente, la adición de cobre en el proceso de cocción de la lanarkita obliga a que algunos de los átomos de plomo sean reemplazados por átomos de cobre en una proporción impredecible y actualmente incontrolable. Parece que son estos átomos de cobre desplazando al plomo lo que conduce a las propiedades superconductoras de LK-99 (debido a la aparición de lo que se conoce como bandas de Fermi), que se manifiestan en el magnetismo emergente característico (cortesía del efecto Meissner) y cero resistencia a la conductividad eléctrica. (Sin embargo, la mayor parte del drama que rodea al LK-99 en la actualidad gira en torno a su supuesta superconductividad a temperatura ambiente que aún no se ha replicado).
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Sin embargo, quizás en una nota menos optimista, parece que el frenesí en torno a LK-99, y sus requisitos de fabricación casi «de mostrador de cocina», han secado una cadena de suministro mundial desprevenida.
Como dijo McCalip, fue relativamente difícil asegurar uno de los ingredientes en particular, el fósforo rojo, ya que es una sustancia controlada que también se puede usar para sintetizar derivados de la morfina. Pero el poder mental combinado de Twitter ideó que podía asegurar un envío de fosfuro de cobre (menos pasos de síntesis) a través de un laboratorio local de California. Según él, también logró asegurar un suministro de Polonia antes de que se agotara, algo quizás significativo para los esfuerzos mundiales para replicar y comprender mejor el LK-99.
Los minerales base relativamente baratos y abundantes significan que es poco probable que sean cuellos de botella a largo plazo para la fabricación a escala de LK-99 (si ese es el camino real en el que estamos). Pero la cadena de suministro mundial no está preparada para los saltos repentinos de la demanda impuestos por el «cisne negro», lo que significa que el precio de venta actual del fosfato de cobre ha subido precipitadamente hacia la relación de $ 20,000 por kilogramo. Existe un escenario en el que el cuello de botella en el suministro de minerales podría obstaculizar los esfuerzos de investigación; desafortunadamente, el mundo de los minerales y la química es vulnerable a los acaparadores de suministros que buscan obtener una ganancia rápida, aunque es un campo mucho más regulado que, por ejemplo, las compras de GPU y consolas de juegos. Afortunadamente.
Al final, los intentos de replicación de McCalip y Varda dieron como resultado una pequeña escama desprevenida de LK-99 que mostraba la misma levitación magnética inducida por el efecto Meissner: la primera «roca flotante» reportada en suelo estadounidense que se envía a la Universidad del Sur de California. (USC) para pruebas adicionales. Puede verlo en acción expandiendo el tweet a continuación.
Efecto Meissner o busto: Día 8.5 Hicimos las rocas pic.twitter.com/ygVOATBaHD4 de agosto de 2023
Con todo, ese no es un mal resultado para un trabajo de «un par de días»: McCalip logró ser el primero en suelo estadounidense en demostrar lo que parece ser una levitación de efecto Meissner en el copo LK-99 que logró sintetizar. Pero considerando la perspectiva actual sobre el suministro de ciertos materiales, parece que otros replicadores de bricolaje tendrán dificultades para intentar «poseer su propio LK-99». Tal vez sea mejor esperar hasta que el proceso de fabricación se haya detallado mejor en los documentos de réplica. El flujo alrededor de LK-99 sigue siendo desordenado y confuso, pero es probable que esa niebla se elimine, de una manera superconductora, levitando, o de la otra.
Tom’s Hardware intentó ponerse en contacto con Andrew McCalip para obtener comentarios, pero aún no hemos recibido una respuesta. Actualizaremos si aprendemos más.