I superconduttori sono utili in un vasto numero di diverse applicazioni tecniche, meccaniche e scientifiche. Ad esempio, sono in fase di sviluppo tecnologie di superconduttori che potrebbero migliorare sostanzialmente la sicurezza e l’efficienza della rete elettrica. Altre tecnologie consentono nuovi usi dell’elettromagnetismo. Anche i computer possono trarre vantaggio dalle tecnologie dei superconduttori e alcuni tipi di strumentazione scientifica utilizzano anche le proprietà elettriche uniche dei superconduttori.
Il vantaggio chiave dei superconduttori è la loro capacità di trasmettere una corrente elettrica quasi senza resistenza. I primi superconduttori funzionavano solo a temperature straordinariamente basse ed erano poco pratici per la maggior parte delle applicazioni, poiché l’elio liquido necessario per raffreddarli era proibitivo e difficile da lavorare. Le più recenti tecnologie di superconduttori ad alta temperatura utilizzano materiali che hanno proprietà superconduttive quando vengono raffreddati a temperature che possono essere sostenute nell’azoto liquido, molto meno costoso e più gestibile.
La trasmissione perfetta dell’elettricità ha molte applicazioni per la rete elettrica. Le tecnologie che utilizzano superconduttori al posto di semiconduttori molto più grandi consentono di trasmettere l’energia utilizzando fili molto più piccoli. Inoltre, poiché non viene persa quasi nessuna energia, questi sistemi sono molto più efficienti, il che significa che è necessaria meno energia per generare. I superconduttori possono essere utilizzati anche per mitigare improvvisi picchi di corrente in una rete elettrica, che altrimenti causerebbero danni.
I superconduttori producono elettromagneti estremamente efficienti. Ciò consente un imaging molto preciso, utile per i medici che necessitano di scansioni dettagliate dei loro pazienti. È anche utile per i militari, dove vengono utilizzate tecnologie superconduttive per rilevare mine e altri pericoli. Elettromagneti superconduttori più grandi consentono la levitazione magnetica, che è già in uso in alcuni treni ad alta velocità.
Una nuova generazione di computer finirà per utilizzare le tecnologie dei superconduttori. Le proprietà elettriche dei semiconduttori impongono limiti alla quantità di potenza di calcolo che può essere incorporata in un microchip convenzionale. Gli scienziati possono aggirare queste limitazioni e creare circuiti molto più veloci e compatti sfruttando alcune delle proprietà quantistiche dei materiali superconduttori. I superconduttori sono anche più efficienti nell’uso dell’energia, eliminando quasi il problema del calore disperso.
La resistenza elettrica può rendere difficile la progettazione di strumenti molto sensibili. Gli strumenti di rilevamento che fanno uso di tecnologie a superconduttori sono esenti da questo problema. I superconduttori non ostacolano il flusso di correnti elettriche anche molto deboli e quelle correnti molto deboli possono essere utilizzate per creare rivelatori in grado di captare segnali estremamente deboli.