Новости и события » Hi-Tech » Новый материал обещает прорыв в области сверхпроводников

Новый материал обещает прорыв в области сверхпроводников

Ученые много лет искали различные способы заставить водород войти в металлическое состояние. Металлическое состояние водорода - это святой Грааль в материаловедении, поскольку его можно использовать для сверхпроводников: материалов, которые не препятствуют току электронов, что повышает эффективность передачи электроэнергии во много раз. Впервые за все время ученые под руководством Виктора Стружкина из Университета Карнеги, смешав водород с натрием, экспериментально произвели новый класс материалов, которые обещают изменить картину в области сверхпроводников и могут быть использованы для хранения водородного топлива. Исследование было опубликовано в Nature Communications.

Считалось, что определенные обогащенные водородом соединения, состоящие из нескольких атомов водорода и щелочных металлов (лития, калия или натрия), могут обеспечить новое химическое средство для изменения электронной структуры соединения. Это, в свою очередь, может привести к разработке металлических высокотемпературных сверхпроводников.

«Проблема в температуре, - объясняет Стружкин. - Имеющиеся сверхпроводники могут существовать только при непрактично низких температурах. В последние годы начали обещать соединения с несколькими атомами водорода, связанными с щелочными металлами, которые могут существовать при более практичных температурах. Теоретически они будут обладать уникальными свойствами, полезными для сверхпроводимости».

Теперь прогнозы подтвердились.

Группа Стружкина использовала эту теорию для составления экспериментов и измерила образцы с использованием одновременно метода, который показывает атомную структуру (рентгеноструктурный анализ), и метода рамановской спектроскопии. Теоретически, натриево-водородный материал должен быть стабильным под давлением, обладать металлическими свойствами и уникальной структурой, а также демонстрировать сверхпроводящие свойства.

Ученые провели эксперименты с применением высокого давления и высокой температуры. Материя при таких экстремальных условиях может превращаться в новые структуры с новыми свойствами. При помощи высокого давления они сжали образцы лития и натрия в ячейке с алмазными наковальнями и нагрели их лазером. При давлении в 300 000-400 000 атмосфер (30-40 ГПа) и температуре около 1700 градусов по Цельсию, ученые впервые наблюдали структуры «полигидридов», натрия с тремя атомами водорода (NaH3) и NaH7 - натрия с семью атомами водорода - в крайне необычных конфигурациях. Три отрицательно заряженных атома водорода в NaH7 выстроились и продемонстрировали одномерную водородную цепь, новую фазу, которая сильно отличается от чистого водорода.

«Существование этой конфигурации предсказывали еще в 1972 году, более 40 лет назад, - говорит Дак Йонг Ким, ученый из группы Стружкина. - Оказалось, что наши эксперименты полностью согласуются с теорией, которая предсказывала существование NaH3. В качестве приятного дополнения мы также наблюдали соединение с семью атомами водорода».

Далее ученые планируют посмотреть, можно ли получить материалы такого класса при более низких температурах и давлениях. В любом случае новый класс материи открывает новый мир возможностей.

Новый материал обещает прорыв в области сверхпроводников Илья Хель

ИА «Newsmir.info». При использовании материала гиперссылка обязательна.


Volkswagen озвучил цены обновленного Golf

Volkswagen озвучил цены обновленного Golf

Представители ключевого немецкого концерна назвали ценники хэтчбека Volkswagen Golf 2017 модельного года, а также раскрыли детали внешнего вида столь ожидаемой многими новинки. Как известно, дебют модернизированного Golf состоялся еще в прошлом подробнее ...

загрузка...

 

Вверх