Sciencemag.cz
Doporučujeme
Na University of Rochester vytvořili materiál supravodivý při teplotě 20,5 °C a tlaku 10 kilobarů (cca 10 000 atmosfér). Příslušnou látkou je hydrid lutecia dopovaný dusíkem. Tlak je to sice stále obrovský, nicméně o dva řády menší než při předchozích podobných pokusech.
V čele týmu stál Ranga Dias; tito vědci již dříve oznámili v oblasti supravodivosti jako objevy hydridy síry a yttria. Kolem těchto studií se ale objevily kontroverze a redakce Nature v reakci na kritiku článek stáhla.
Viz také přehled novinek z oblasti supravodivosti: Za nekonvenční supravodivostí stojí antiferomagnetické spinové fluktuace
Jak uvádí průvodní tisková zpráva, předchozí článek byl časopisu Nature znovu předložen s novými údaji, které potvrzují (mají potvrzovat) platnost předchozí práce, říká Dias. Nová data byla shromážděna mimo laboratoř, v národních laboratořích Argonne a Brookhaven před publikem vědců, kteří supravodivý přechod viděli naživo. Podobný přístup byl zvolen i v případě nové práce.
Hydridy kovů vzácných zemin dopované dusíkem nebo uhlíkem se považují za typ materiálů, které jsou z hlediska vysokoteplotní supravodivosti velmi nadějné. Samotné hydridy vytvářejí klecové struktury podobné klatrátům, kde ionty kovů vzácných zemin fungují jako donory nosičů náboje, tj. poskytují dostatečné množství elektronů (poznámka: dá se to představit tak, že tímto způsobem vytvářejí stav vodíku při velmi nízkých teplotách, disociace apod.). Dusík a uhlík pomáhají materiály stabilizovat (takže zase snižují potřebný tlak), klecová mřížka obsahující tyto atomy je pevnější.
Proč se vědci nyní rozhodli vyzkoušet lutecium? Podle tiskové zprávy má totiž 14 vysoce lokalizovaných elektronů v plně zaplněném orbitalu f, „které potlačují změkčení fononů a zajišťují zesílení vazby mezi elektrony a fonony potřebné k tomu, aby supravodivost probíhala za pokojových teplot“ (poznámka: tady už asi my neodborníci zase jen pokyvujeme hlavou).
Diasův tým vytvořil plynnou směs 99 % vodíku a 1 % dusíku, umístil ji do reakční komory s čistým vzorkem lutecia a nechal složky 2–3 dny reagovat při teplotě asi 200 °C. Mimochodem, výsledná sloučenina lutecia, dusíku a vodíku měla zpočátku lesklou namodralou barvu, uvádí se v článku. Když pak byla sloučenina stlačována v diamantové kovadlině, došlo ke změně z modré na růžovou na počátku supravodivosti a poté při dalším stlačení na jasně červený nesupravodivý kovový stav.
Autoři studie doufají, že dusíkem dopovaný hydrid lutecia výrazně urychlí pokrok ve vývoji tokamaků (supravodiče mohou pro fúzi zajistit magnetické udržení). Jinak samozřejmě supravodivost při pokojové teplotě by se hodila prakticky všude, pro přenos energie i fungování elektroniky, pro levitující vlaky i techniky typu magnetické rezonance.
Také se možná již dospělo do stadia, kdy známe dostatek nadějných supravodičů, abychom získanými daty mohli začít krmit algoritmy strojového učení a nechat je navrhovat další, ještě vhodnější kombinace prvků (v podstatě předběžně vybírat z tisíců možných kombinací kovů vzácných zemin, dusíku, vodíku a uhlíku).
Ranga Dias, Evidence of near-ambient superconductivity in a N-doped lutetium hydride, Nature (2023). DOI: 10.1038/s41586-023-05742-0. www.nature.com/articles/s41586-023-05742-0
Zdroj: University of Rochester / Phys.org
Poznámka PH: Z dalších sloučenin vodíku, z nimiž se v posledních letech experimentovalo, lze zmínit např. vysokoteplotní supravodivost u hydridů uranu nebo sloučeninu s podivným vzorcem H3S.
Viz také: Supravodivé hydridy uranu s podivnými chemickými vzorci
Je opravdu nutne pouzivat jednotky typu „kilobar“ ?
Tak si prepocitejte do SI. Ten material je supravodivy prio tlaku 1 GPa.
Ja se jeste ve skole ucil, ze se tlak meri v Torrech a pamatuji, ze meteorologove ho hlasili v mmHg, me Bar jako jednotka tlaku nevadi.
Proč nějaký hydrid lutecia, když momentálním hitem je LK-99? Supravodič při pokojové teplotě i tlaku. O tom na českých vědecko-populárních vebech ani ťuk.
tak i cesky se o tom nekde pise. nicmene nebylo potvrzeno, publikovano mimo arxiv – a ted to na to spis nevypada.
https://www.science20.com/hontas_farmer/reported_failure_to_reproduce_superconductivity_at_room_temperature_in_lk99-256723