セメントが超電導に!? ―― 東工大と理化研が発見
東京工業大学 フロンティア創造共同研究センター 教授 細野秀雄氏，理化学研究所 河野低温物理研究室 主任研究員 河野公俊氏らの研究グループは，石灰とアルミナで構成される化合物12CaO・7Al2O3（C12A7）が超電導を示すことを発見した（発表資料）。
石灰（CaO）とアルミナ（酸化アルミニウム：Al2O3）は絶縁体として知られる。これらの複合酸化物であるC12A7も絶縁体であり，アルミナ・セメントの構成成分として使用されている。その一方で，同研究グループはこれまでに，C12A7の結晶を用いて室温・大気中で安定なエレクトライド（電子が負イオンとして振舞う化合物）を実現していた。C12A7結晶は，直径0.5nmの籠（結晶格子間の空隙間）の中に酸素イオン（O2−）を包接（化学結合に依らず空隙間に閉じ込める付加的化合）するナノ・ポーラス構造になっている。このイオンを電子で置き換えることにより，室温付近ではC12A7結晶が金属的な電導性を示すことを見出した。
今回は，このC12A7エレクトライドが約0.4Kの低温下において，電気抵抗が0となるなどの超電導状態に転移することを発見したという。電気を通さないと信じられてきた物質でも，ナノ構造の利用によっては超電導体化することを示したとする。また，この発見はエレクトライドで初めて超電導を認めた事例であり，新しい超電導体を探す範疇が広がることが期待されるという。さらに，C12A7エレクトライドの超電導は，一般的な金属の超電導と異なり，結晶内ナノ空間（籠）の電子状態による電導帯をs電子（球状電荷分布を持つ電子）が流れることによるものである。このことから，超電導発生機構の解明に新たな知見を与える可能性もあるとした。
なお，この研究は，文部科学省 科学研究費 学術創成研究費の助成を受け行われた。東工大からは細野氏の他，同大 応用セラミック研究所 准教授 川路 均氏が同研究に参加している。この成果は，American Chemical Society（米化学会）発行の学会誌「Journal of the American Chemical Society」に，速報として「Superconductivity in an inorganic Electride 12CaO・7Al2O3：e−」との題で掲載された。
