Sciencemag.cz
Doporučujeme
Diborid hořčíku, respektive borid hořečnatý MgB2 (tj. boru odpovídá oxidační číslo -I) se již delší dobu vzhledem ke své tvrdosti používá v leteckém průmyslu a také je studován jako supravodivý materiál. Vědci ze švédské Linköping University nyní přišli na velmi zajímavý jev. Pokud příslušný drátek z boridu natahujeme, materiál si udrží supravodivost i při vyšší teplotě – zvýší se tedy tzv. kritická teplota (bod příslušného přechodu). Za normálních okolností je limit pro supravodivost MgB2 39 K, po natažení 77 K, tedy jde o docela velký rozdíl. Má to být dáno tím, že když se od sebe odtahují atomy v krystalové mřížce, mění se i frekvence vibrací. Stačí natažení o několik procent, praví superpočítačové simulace (ano, jde prozatím pouze o simulace neověřené experimentálně).
Co je na tom zajímavého, když samotná teplota 77 K je stejně ještě strašně nízká? Tak především, natažení odpovídá vlastně snížení tlaku (opak stlačení), přičemž materiály supravodivé za pokojové nebo téměř pokojové teploty, různé exotické hydridy, vyžadují extrémní tlak. Zde je tedy závislost teploty přechodu na tlaku opačná. Dokonce kdybychom MgB2 vystavili vyššímu tlaku (podstatněji ho stlačit tedy vzhledem k jeho tvrdosti stejně skoro nejde), teplotu supravodivosti bychom naopak snížili. Opět dle superpočítačových simulací, pro něž je prý MgB2 celkem vhodný, protože jeho struktura není příliš komplikovaná.
Pokud se vše potvrdí, bylo by tedy možné zkoušet natahovat i jiné materiály, které mají supravodivý přechod sám o sobě vyšší. A pak je tu ještě jedna možnost: natažení, tedy uspořádání s atomy supravodiče dále od sebe, bychom mohli docílit i pomocí nějakého „plniva“ (pokud by tedy bylo z hlediska příslušné funkce „inertní“, což zdaleka není samozřejmé, logicky by dodatečný materiál nějaký elektrický odpor měl), což by mohlo odpovídat ještě většímu natažení. Spoluautoři studie Erik Johansson a Björn Alling z Linköping University navrhují např. smíchat MgB2 s jiným kovovým boridem, čímž by mohla vzniknout speciální nanostruktura („nanolabyrint“) MgB2 fungující jako supravodivý kanál, třeba s ještě vyšší teplotou přechodu.
Samozřejmě – jde prozatím o předběžné spekulace, vlastní experimenty teprve třeba provést.
Erik Johansson et al, The effect of strain and pressure on the electron-phonon coupling and superconductivity in MgB2—Benchmark of theoretical methodologies and outlook for nanostructure design, Journal of Applied Physics (2022). DOI: 10.1063/5.0078765
Zdroj: Linköping University / Phys.org
Možná je takém zajímavé, že na chlazení na 77K stačí kaplaný dusík, což výrazně zlevní používání takového supravodiče.
ještě k těm plnivům – teď jsem při jiné příležitosti četl, že přidávání nemagnetických prvků do slitin by s kritickou teplotou ani hýbat nemuselo, takže supravodivost nenarušují, takže – snad by naopak zde popsaný efekt mohl fungovat i takto. ovšem supravodivost je různého typu, u nekonvencnich supravodicu se tomu rozumi jeste mene, cili co k tomu lze laicky rict… (uplne selskym rozumem, kdyz do supravodive veci budete sypat neco inertniho, tak by se zdalo, ze tu supravodivost narusit musite, at uz skokove nebo nejak posouvat tu teplotu… hm?)