Менее чем через два года после открытием материала, способного к сверхпроводимости при комнатной температуре при очень высоком давлении, группа физиков UNLV снова подняла планку, воспроизведя сверхпроводимость при самом низком давлении из когда-либо зарегистрированных.
Другими словами, сейчас ученые ближе, чем когда-либо, к пригодному для использования воспроизводимому материалу, который однажды может произвести революцию в способах транспортировки энергии.
Физик UNLV Ашкан Саламат и его коллега Ранга Диас, в 2020 году попали в заголовки газет, впервые сообщив о сверхпроводимости при комнатной температуре.
Чтобы достичь этого, ученые химически синтезировали смесь углерода, серы и водорода сначала в металлическое состояние, а затем еще дальше в сверхпроводящее состояние при комнатной температуре с использованием экстремального давления — 267 гигапаскалей — условия, которые можно найти в природе только вблизи центра Земли.
Менее чем через два года ученые повторили подвиг, но при давлении уже 91 ГПа, что составляет примерно одну треть давления, о котором сообщалось изначально.
Важное открытие
Благодаря детальной настройке состава углерода, серы и водорода, использованных в первоначальном исследовании, ученые сейчас могут производить материал при более низком давлении, который сохраняет свое состояние сверхпроводимости при температуре около 15 градусов.
«Это давление на уровне, который трудно понять и оценить за пределами лаборатории, но наша текущая траектория показывает, что можно достичь относительно высоких температур сверхпроводимости при постоянно более низких давлениях — что является нашей конечной целью», — сказал ведущий автор исследования Грегори Смит из Лаборатории экстремальных условий UNLV (NEXCL).
«В конце концов, если мы хотим, чтобы устройства приносили пользу обществу, мы должны уменьшить давление, необходимое для их создания».
Хотя давление по-прежнему высокое — примерно в тысячу раз выше, чем на дне Марианской впадины Тихого океана — оно продолжает стремиться к цели, близкой к нулю. Эта гонка экспоненциально набирает обороты в UNLV, поскольку ученые все лучше понимают химические отношения между углеродом, серой и водородом, из которых состоит материал.
Святой Грааль энергоэффективности
Сверхпроводимость — замечательное явление, впервые наблюдавшееся более века назад, но только при удивительно низких температурах, которые препятствовали любой мысли о практическом применении.
Только в 1960-х годах ученые предположили, что такой подвиг возможен при более высоких температурах.
Открытие в 2020 году сверхпроводника при комнатной температуре взбудоражило научный мир отчасти потому, что технология поддерживает электрический поток с нулевым сопротивлением, а это означает, что энергия, проходящая через цепь, может передаваться бесконечно и без потери мощности.
Это может иметь серьезные последствия для хранения и передачи энергии, поддерживая все, от более качественных аккумуляторов для мобильных телефонов до более эффективной энергосистемы.
Исследование было опубликовано в Chemical Communications.