1
II
inal
Ie
SPANNING ZONDER WEERSTAND
Eindelijk kans op
supergeleiding bij
kamertemperatuur
Het einde van
de pilpaniek
■CcidóeGoivtfvrit"
ZATERDAG 20 JUNI 1967
Dit is voor
natuurkundigen
hèt bewijs voor
supergeleiding.
Door het
keramische
plaatje sterk te
koelen worden de
magnetische
krachtlijnen er uit
weggedrukt en
kan het korte tijd
boven de magneet
zweven.
Met een brokje
keramisch
materiaal, een
weerstandsmeter,
een batterij en
vloeibare stikstof
met een
temperatuur van
min 194,8 graden
vertoont professor
Griessen zijn
alchemistische
kunsten. De
elektrische
weerstand
verdwijnt. Even
later zakt de
EINDHOVEN - Binnen dezelfde tijd even veel water door een
rietje persen als door een riool. Een auto op hoge snelheid
brengen, de motor uitzetten en vele duizenden kilometers vanzelf
laten voortrijden.
Inderdaad, absurde toestanden, maar handig om alvast een idee te
krijgen van supergeleiding, een volslagen onbekend verschijnsel
voor de meeste mensen, maar een begrip dat natuurkundigen over
de hele wereld volkomen van de kook heeft gebracht.
Supergeleiding, ofwel nul elektrische weerstand, blijkt plotseling
mogelijk bij minder extreme koude dan ooit voor mogelijk is
gehouden. Die ontdekking opent de weg naar supergeleiding bij
kamertemperatuur en kan daarom de grootste technologische
omwenteling inluiden sinds de uitvinding van de transistor.
Zo moeizaam als uw hersenen zich een
leven zonder weerstand kunnen voor
stellen, zo simpel was het practicum
„warme" supergeleiding, waarop profes
sor dr. Ronald Griessen (Natuurkundig
Lab. van de VU in A'dam) de Neder
landse wetenschapspers onlangs onthaal
de.
In het Natuurkundig Laboratorium van
Philips in Eindhoven koppelde de prof
een brokje keramisch materiaal aan een
9-voltsbatterijtje en een weerstandsme
ter. Daarna overgoot hij het materiaal
met vloeibare stikstof om het sterk af te
koelen. Zo sterk, dat de elektrische weer
stand verdween en de wijzer op de me
ter naar nul zakte.
Daarna gaf Griessen het materiaal op
nieuw een bad vloeibare stikstof en leg
de het op een magneet, afkomstig van de
deur van de laboratoriumijskast. Gehuld
in de witte stikstofdampen (dezelfde
„rook" die in disco's en shows gebruikt
wordt) bleef het even liggen. Toen
opeens, steeg het omhoog, net een vlie
gend schoteltje. Terwijl iedereen met
stomheid geslagen toekeek hoe het korte
lijd boven de magneet bleef zweven, zei
Griessen als een kind zo triomfantelijk:
„Dit dames en heren, is het bewijs voor
supergeleiding".
Kwik
Supergeleiding werd in 1911 ontdekt
door onze geleerde landgenoot Heike
Kamerlingh Onnes toen hij in zijn labo
ratorium in Leiden een hoeveelheid
kwik door middel van vloeibaar helium
afkoelde tot dicht bij het absolute nul
punt van -273 graden Celsius. Begrijpen
deed Heike het niet; hij zag alleen het
verbijsterende gevolg: een elektrisch
stroompje dat hij door het kwik voerde,
bleef almaar aanhouden alsof de elektri
sche weerstand in het niets was verdwe
nen.
Normaal gesproken geldt: geen spanning
in uw stopcontact zonder het „duwen"
van de elektriciteitscentrales. Want zoals
de doorsnede van de waterleiding de
snelheid beïnvloedt waarmee het water
uit uw kraan komt, zo ontmoet een elek
trische stroom weerstand van het koper
draadje. Hoe dat komt? In een elektrici-
teitssnoer gaat het er nogal chaotisch aan
toe doordat de bewegende elektronen (is:
elektrische stroom) voortdurend botsen
met atomen en elektronen van het gelei
dende materiaal (het koper). Dat leidt
tot warmte-ontwikkeling en daarmee
vermindering van de stroomsterkte. Bij
een gloeilamp is dat nu juist de bedoe
ling, maar over het algemeen is weer
stand hinderlijk omdat het leidt tot fi
nancieel verlies bij het transport van
elektriciteit door de kabels en draden,
voorts tot het smelten van materiaal en
tot bijvoorbeeld betrekkelijk trage com
puters.
De wetenschap heeft nooit kunnen ver
klaren waarom elektrische weerstand bij
extreem lage temperaturen verdwijnt.
Bekend is dat temperaturen bij het abso
lute nulpunt - omstandigheden waarbij
zelfs de Noordpool lekker warm aan
doet - het trillen van atomen (waaruit
alle materie is opgebouwd) vrijwel tot
stilstand brengen. Sommigen hebben
dan ook lange tijd geloof gehecht aan de
theorie die zegt dat elektronen onder in
vloed van de koude onderling paren
gaan vormen en aldus, keurig geordend
en ongehinderd door botsingen met ato
men, door het geleidende materiaal snel
len. Momenteel wordt die theorie sterk
betwijfeld, maar hoe het ook zij, super
geleiding maakt dat elektrische stroom
snel en trefzeker op het doel afgaat. Dat
kan een scheerapparaat zijn, een wasma
chine of een computer, noem maar op.
Daar zit 'm nu de kneep: bij supergelei
ding geeft een elektrische stroom geen
warmte af en gaat er dus geen energie
verloren. Dat maakt 't mogelijk stroom
en stroompjes over te brengen via uiterst
dunne geleiders. Daarom opent superge
leiding de weg naar zeer snelle compu
ters, nog nauwkeuriger magnetische
meetinstrumenten voor medische doel
einden, energietransport zonder energie
verlies, sterkere magneetvelden voor
supersnelle zweeftreinen, uitbreiding van
het kernfusie-onderzoek en verdergaan
de afvalwaterzuivering.
Uiteindelijk berust zoveel moderne tech
nologie op 't stromen van elektriciteit
door draden, transistors en dergelijke,
dat een makkelijk toepasbare vorm van
supergeleiding wel móet leiden tot een
technologische omwenteling.
Dromen
Tot voor kort waren dat allemaal mooie
dromen die nooit leken uit te komen.
Want sinds de ontdekking in 1911,
waarvoor Kamerlingh Onnes de Nobel
prijs kreeg, zijn de beste „lage-tempera-
tuurfysici" ter wereld er nimmer in ge
slaagd supergeleiding mogelijk te maken
bij minder extreme koude.
Er werden weliswaar succesjes geboekt
met wat temperatuursprongetjes, maar
men bleef altijd gebakken aan het on
handelbare, moeilijk verkrijgbare en
daarom peperdure helium, dat in vloei
bare vorm noodzakelijk is voor het be
reiken van temperaturen dicht bij het
absolute nulpunt.
In de afgelopen veertien jaar bleef wer
kelijk elk resultaat uit en kon de gedach
te postvatten dat supergeleiding nooit en
te nimmer commercieel toepasbaar zou
worden. Universiteiten en instellingen
zetten het onderzoek op een laag pitje;
Philips en IBM schrapten het zelfs ge
heel van hun programma.
Alex Müller, fysicus en voormalig on
derzoeksdirecteur van het IBM-research-
laboratorium in het Zwitserse Zürich
was enkele jaren geleden „IBM-fellow"
geworden. Met behoud van salaris
mocht hij een tijdje doen waar hij zin in
had; een wereldreis maken of wat dan
ook. Nogal eigenwijs besloten Müller en
zijn jonge collega Georg Bednorz door te
gaan met supergeleiding en dan niet eens
met metalen of legeringen daarvan,
maar met keramiek dat als porselein in
de oven gebakken moet worden.
Door op puur geluk tegen de stroom in
te roeien, heeft Müller geschiedenis ge
schreven. In december 1985 ontdekte hij
dat een oxide van barium, lanthaan en
koper supergeleidend is bij een tempera
tuur van -238 graden Celsius, vijftig gra
den minder dan onze Leidse geleerde
noteerde. Müller en Bednorz publiceer
den hun ontdekking in een wetenschap
pelijk tijdschrift en enkele maanden later
kwamen onderzoekers uit de VS, Japan
en China met soortgelijke bevindingen
op de proppen.
CoLDRUSH
E>e ontdekking dat supergeleiding ook
bij de temperatuur van vloeibare stikstof
en zelfs daarboven optreedt, ontketende
een ware „coldrush" onder de lage-tem-
peratuurfysici in alle werelddelen. Ten
slotte is vloeibare stikstof goedkoop, on
uitputtelijk en uitermate makkelijk om
mee te werken. Iedereen begreep onmid
dellijk dat variaties in de samenstelling
van het materiaal nog hogere overgang-
stemperaturen mogelijk zouden maken.
De jacht op de records werd geopend en
sindsdien zijn natuurkundigen in labora
toria over de hele wereld de nieuwe ma
terialen gaan bakken alsof hun leven er
van afhangt. In de afgelopen maanden
zijn al dermate veel nieuwe „warmte"-
records gebroken, dat wetenschappelijke
tijdschriften met een wachtlijst van vier
honderd artikelen betreffende dit onder
werp worstelen en de wetenschappers
hun toevlucht nemen tot het publiceren
van hun resultaten in kranten en op
persconferenties. De huidige „wereldre
cordhouder" is dr. Paul W. Chu. Met
zijn medewerkers van de universiteit
van Alabama wist hij drie maanden ge
leden supergeleiding in keramisch mate
riaal aan te tonen bij de redelijk aange
name temperatuur van min 179 graden
Celsius! Daarna zijn nog veel betere re
sultaten gemeld, zelfs tot 33 graden on
der nul. Die uitslagen moeten met een
korreltje zout genomen worden, maar
geven wel aan dat de droom van super
geleiding bij kamertemperatuur inder
daad werkelijkheid gaat worden.
Nederland
En Nederland? Hoe staat het met de ba
kermat van de supergeleiding? Professor
Griessen: „Nederland draait goed mee in
het internationale circuit. In Europa als
geheel is de reactie wat minder snel dan
in de VS en Japan, maar we zijn nu goed
op gang".
Volgens Griessen dragen Frankrijk (Pa
rijs) en Duitsland (Hamburg en Aken)
elk vijfentwintig procent bij aan het on
derzoek in Europa. Nederland volgt op
de derde plaats met veertien procent;
voorts volgen Italië en Zwitserland.
Dr. L. Bongers, wetenschappelijk advi
seur van Philips Research: „Nederland
kan best meekomen, maar heeft behoef
te aan wat meer theoretici. In de wereld
zijn er altijd slechts enkele mensen die
werkelijk kunnen bijdragen aan de vor
ming van een nieuwe wetenschappelijke
theorie waarop we kunnen voortwerken.
Natuurlijk zijn we wel zo verstandig een
paar van onze mensen langs de interna
tionale symposia te sturen voor het ver
zamelen van kennis. Komen ze daar
zo'n expert tegen, dan zullen ze zeker
proberen die naar ons land te halen. De
overheid heeft haar financiële steun al
toegezegd, want u begrijpt, de koers van
deze mensen is enorm gestegen".
Terwijl de overheid in sommige landen
onderzoeksprogramma's uit de grond
heeft gestampt, zijn de initiatieven in
Nederland genomen door de Stichting
Fundamenteel Onderzoek der Materie in
Utrecht (FOM) en Philips.
Zowel de FOM als Philips hebben ten
behoeve van het onderzoek mensen en
geld vrijgemaakt en bepaalde activiteiten
gestopt of bijgestuurd. Philips betaalt
mee aan het onderzoek en stelt appara
tuur beschikbaar voor onderzoekers van
de FOM. De overheid kijkt voorlopig
over de schouders mee.
FOM-directeur dr. K.H. Chang: „We
hebben geen behoefte aan grote sommen
geld, afgezien van ruim twee miljoen
voor wat ovens. Er is evenmin behoefte
aan een aparte organisatie. Het enthou
siasme is zeer groot en de informatie is
nog open. In deze, zeg maar pre-compe-
titieve fase, is de zaak nog met telefoon
en telex te coördineren. Voorts beleggen
we bijeenkomsten waarop de verschil
lende groepen hun laatste gegevens uit
wisselen, afspraken maken voor samen
werking en taakverdeling en bekijken of
het beschikbare geld efficiënt wordt be
steed".
De activiteiten van de vijfentwintig on
derzoekers van Philips (verspreid over
de labs van Eindhoven, Aken en New
York) en de vijftig wetenschappelijke
onderzoekers van universiteiten en we
tenschappelijke instellingen in ons land,
richten hun onderzoek op drie gebieden.
Op de structuur en eigenschappen van
de nieuwe materialen, op de technieken
om de materialen te kunnen verwerken
en, vooral vanuit de industrie, op moge
lijkheden voor toepassing.
Draadjes
Een team rond prof.dr.ir. Hans Mooij
van de TU Delft is er vorige maand -
als eerste groep in Europa - in geslaagd
dunne laagjes van het nieuwe kerami
sche materiaal te vervaardigen. Met
name voor de toepassingen in de micro-
elektronica (Philips) is dat van groot be
lang.
De mogelijkheden daartoe zijn echter
beperkt. Prof.dr. L. van de Klundert, bij
zonder hoogleraar in de industriële toe
passing van supergeleiders aan de Uni
versiteit Twente: „Er is een grote stap
gedaan, maar we staan nog aan het begin
van een ongetwijfeld zeer lange weg. Ke
ramische materialen zijn zeer bros; het is
of men elektrische draden en spoelen wil
maken van steen. Het minste of gerings
te scheurtje doet het effect van de super
geleiding teniet. Supergeleiding bij ka
mertemperatuur zie ik daarom niet voor
het einde van deze eeuw verwezenlijkt".
HENK ENGELENBURG
Vorige week was het op het Journaal,
deze week staat het in blad Huisarts en
Wetenschap: huisartsen vinden pilcon-
troles (drie keer in het eerste jaar en
daarna elk halfjaar) niet langer nijdig.
De pil is nu boven alle medische twijfels
verheven en als het ware definitief goed
gekeurd door de Nederlandse Vereniging
van Huisartsen. Dat is ooit anders ge
weest. Een stukje geschiedenis, terug
naar 1955.
In dat jaar, nog steeds beschouwd als het
geboortejaar van de pil, hield dr. Grego
ry Pincus in Tokio een lezing over hoe
je met hormonen bevruchting kunt
voorkomen. Hoe kan dat? De vrouwelij
ke cyclus ontstaat door een eb en vloed
van vier hormonen: FSH stimuleert de
produktie van oestrogeen, oestrogeen die
van LH, LH die van progesteron, pro
gesteron - en dan is de cirkel rond -
stimuleert de produktie van FSH. Een
rijtje omvallende dominostenen. Welnu.
Met een hoge dosis oestrogeen en/of
progesteron plak je als het ware een aan
tal dominostenen op de tafel vast. Het
rijtje kan niet omvallen en de cyclus, en
dus ook de bevruchting, gaat niet door.
,De nieuwe pil werd op arme Puertori-
caanse vrouwen uitgetest (een medisch
schandaal, maar daarover misschien een
andere keer), in 1960 door de Ameri
kaanse autoriteiten goedgekeurd en
kwam in 1962 onder de naam Lyndiol
op de Nederlandse markt. Op een tame
lijk hypocriete manier. Men vreesde de
ethische discussies rond dit revolutionai
re voorbehoedsmiddel en prees het aan
als een middel om menstruatiestoornis
sen te regelen. In de bijsluiter stond als
waarschuwing dat „tijdens het gebruik
van het preparaat geen zwangerschap
kan ontstaan". Omdat een gewaarschuw
de vrouw voor twee telt, gingen de Ne
derlandse vrouwen massaal over op het
slikken van de pil, ook veel katholieke
vrouwen, ondanks een verbod van de
paus. In 1967 werd de pil in de encycliek
Humanae Vitae als strijdig met de Na
tuurwet aangeduid. Twee jaar later ver
oorzaakte een artikelenreeks in het da
mesblad Libelle over de bijwerkingen
van de pil (misselijkheid, minder zin in
seks, gewichtstoename, hoge bloeddruk)
een heus geboortegolfje. Desondanks
ging de opmars van de pil tot 1976 on
verbiddelijk voort. Nederland was kop
loper, het aantal vrouwen dat toen de pil
slikte is nooit meer geëvenaard.
Een jaar later kwam de klap. Het Engel
se huisartsengenootschap maakte een
onderzoek bekend waaruit zou blijken
dat pilvrouwen een grotere kans lopen
op ziekten aan hart en bloedvaten, voor
al als ze roken. Dat was wekenlang voor
paginanieuws. Vrouwen keerden zich
van de pil af en drie maanden later ont
stond een abortusgolfje, op de voet ge
volgd door een geboortegolf. De pil was
niet langer populair. Veel later, in 1984
en 1985, ontstond de laatste pilpaniek,
toen Pike en Vessey in het roemruchte
Engelse medische vakblad The Lancet
beweerden dat de pil ook borstkanker en
baarmoederhalskanker zou veroorzaken.
Veel indruk maakte dit onderzoek niet
op het misschien wel cynischer gewor
den publiek: de laatste jaren is het ge
bruik van de pil juist weer gestegen.
Paniekverhalen in 1969, 1977 en ook in
1984 en 1985, en nu besluiten de huis
artsen dat verregaande medische contro
le niet meer nodig. Hoe laat zich dat rij
men? Op drie manieren. De pil is veran
derd, al die rampenberichten zijn tame
lijk omstreden en drie: men weet nu
meer van de lange-termijneffecten van
de pil. De pilcontrole is een erfenis uit
1962. In die tijd zat er liefst vijf keer zo
veel oestrogeen in de pil dan nu en men
wist ook niet wat zo'n hoge dosis op lan
ge termijn zou uitrichten op de voor ge
slachtshormonen zeer gevoelige vrouwe
lijke geslachtsorganen. Vandaar dat men
vrouwen tot op heden in het eerste jaar
drie keer, en de volgende jaren halfjaar
lijks controleerde op bijwerkingen (die
ook toen wel meevielen) en ook medisch
onderzocht, compleet met tamelijk ver
velend „inwendig" onderzoek.
Bovendien stopte men vanaf 1974 steeds
minder oestrogeen in de pil. De sub-
50'ers werden geïntroduceerd (veel min
der dan vijftig microgram oestrogeen in
de pil) en dat ontkrachtte weer het fa
meuze rampenonderzoek uit 1977 dat
uitging van de „zware" pil. Bovendien
zijn er gegronde twijfels over de geldig
heid van dit rapport. Over het onder
zoek van Pike en Vessey uit '84 (de pil
als oorzaak van borst- en baarmoeder
halskanker) kun je kort zijn: met dat on
derzoek heeft de medische gemeente de
vloer aangeveegd. De pil - en dat is een
.weinig gehoord feit -blijkt zelfs voorde
len op dit gebied te hebben: de pil ver-
nker, geen
aan de baarmoederhals, beschermt waar
schijnlijk juist tegen baarmoederkanker
en kanker aan de eierstokken, is geen ri
sicofactor voor ziekten aan hart en
bloedvaten, veroorzaakt geen te hoge
bloeddruk en beschermt ook nog tegen
een risje gemengde malheur.
Borstonderzoek, uitgebreide medische
controle en dat vervelende „inwendige"
onderzoek zijn niet langer nodig, vinden
de huisartsen. Bovendien komen opge-
melde ziekten bij de voornamelijk jonge
pilgebruikers nauwelijks voor. Wie nu
aan de pil wil kan het volgende verwach
ten. De huisarts meet de bloeddruk en
gaat na of er geen medische bezwaren
zijn tegen het slikken van de pil. Verder
medisch onderzoek blijft achterwege.
Vervolgens zal hij de werking ervan uit
leggen en wat goede raad geven (niet ro
ken bijvoorbeeld). Na drie maanden
volgt een „hoe gaat het ermee, en zijn er
nog klachten"-gesprekje, de bloeddruk
wordt nog een keer gemeten, en dat is
dat De huisartsen verdienen hiermee
een pluim. Een beroepsgroep die zichzelf
op een bepaald gebied overbodig ver
klaart, dat zie je niet vaak.
