Гидрид лютеция: что нужно знать о нашумевшем открытии нового сверхпроводника
Новый сверхпроводник комнатной температуры может совершить революцию в области электричества, но недавнее важное заявление одной из команд исследователей было встречено скептически.
Алмазы используются для сжатия и изменения свойств богатых водородом материалов / Изображение: Университет Рочестера / J. Adam Fenster
Более века ученые искали Святой Грааль в мире материалов: сверхпроводник, который совершил бы революцию в энергетической сфере, если бы он мог работать при комнатной температуре.
Научная команда из Университета Рочестера утверждает, что они изобрели такой материал, хотя некоторые члены научного сообщества отнеслись к открытию скептически.
Что такое сверхпроводник комнатной температуры?
Разработка сверхпроводников, которые могут работать при комнатной температуре, является сложной задачей в области физики, схожей по сложности с пониманием тайн темной материи и ускорением расширения Вселенной. Как объясняет Gizmodo, сверхпроводники представляют собой материалы, которые могут проводить электричество без сопротивления, что не приводит к потерям энергии во время передачи. Однако нынешние сверхпроводники требуют чрезвычайно низких температур и высокого давления, что делает возможным их использование только в специализированных лабораториях.
Если бы сверхпроводник мог функционировать при комнатной температуре, то его можно было бы интегрировать в мировую энергетическую инфраструктуру. Однако, несмотря на годы исследований, ученые еще не изобрели материал, который может достичь сверхпроводимости при комнатной температуре. Поэтому материаловеды, инженеры и физики работают вместе, чтобы найти подходящий материал, для работы которого не будут нужны экстремальные условия.
Чего достигли исследователи из Университета Рочестера?
Ученые обнаружили, что гидрид лютеция может стать сверхпроводящим при температуре примерно 20,5 ℃ и давлении 10 килобар (это давление меньше, чем требовалось ранее для достижения сверхпроводимости в лаборатории). Исследователи считают, что это открытие знаменует начало современной эры сверхпроводимости, однако некоторые ученые сомневаются в этом утверждении.
Как рассказывает Gizmodo, в 2020 году команда, в которую входил Ранго Диас, инженер-механик из Университета Рочестера и один из авторов нового исследования, уже утверждала, что достигла сверхпроводимости при комнатной температуре в гидриде углеродной серы, но это было оспорено физиками, не связанными с исследованием.
Теперь же команда смешала газовую смесь из 99% водорода и 1% азота и поместила это все в камеру с лютецием, редкоземельным металлом, и позволила им вступить в реакцию. Слово «редкоземельный» не должно вводить в заблуждение, так как оно не означает, что это именно редкие металлы. Они получили такое название, так как очень редко встречаются в земной коре в концентрированном (а не рассеянном) виде, пригодном для использования в промышленных или коммерчески выгодных масштабах.
Гидрид лютеция диаметром около одного миллиметра, который рассматривается через микроскоп. Это комбинированное изображение является результатом сложения фокуса и усиления цвета нескольких изображений / Изображение: University of Rochester photo / J. Adam Fenster
Выделение этих элементов из первичного рудного сырья — довольно сложный процесс со значительными затратами, требующий наличия соответствующих компетенций, технологий, специализированных химико-металлургических предприятий, инфраструктуры и логистики.
Полученное соединение исследователи оставили на несколько дней при температуре 200 ℃ — оно начало светиться синим цветом, а затем было сжато между бриллиантами, что изменило его цвет на ярко-красновато-розовый и при этом сделало его сверхпроводящим.
Теперь, когда другие ученые смогут достичь такого же результата, это может стать значительным шагом вперед в развитии материаловедения и изменить ситуацию в области электричества.
няма ў каго спытаць)