Дыяменты выкарыстоўваюцца для сціскання і змянення ўласцівасцяў багатых на вадарод матэрыялаў / Выява: Універсітэт Рочэстэра / J. Adam Fenster
Больш за стагоддзе навукоўцы шукалі святы Грааль у свеце матэрыялаў: звышправаднік, які здзейсніў бы рэвалюцыю ў энергетычнай сферы, калі б ён мог працаваць пры пакаёвай тэмпературы.
Навуковая каманда з Універсітэта Рочэстэра сцвярджае, што яны вынайшлі такі матэрыял, хоць некаторыя члены навуковай супольнасці паставіліся да адкрыцця скептычна.
Што такое звышправаднік пакаёвай тэмпературы?
Распрацоўка звышправаднікоў, якія могуць працаваць пры пакаёвай тэмпературы, з'яўляецца складанай задачай у галіне фізікі, падобнай па складанасці да разумення таямніц цёмнай матэрыі і паскарэння пашырэння Сусвету. Як тлумачыць Gizmodo, звышправаднікі ўяўляюць сабой матэрыялы, якія могуць праводзіць электрычнасць без супраціўлення, што не прыводзіць да страт энергіі падчас перадачы. Аднак цяперашнія звышправаднікі патрабуюць надзвычай нізкіх тэмператур і высокага ціску, што робіць мажлівым іх выкарыстанне толькі ў спецыялізаваных лабараторыях.
Калі б звышправаднік мог функцыянаваць пры пакаёвай тэмпературы, то яго можна было б інтэграваць у сусветную энергетычную інфраструктуру. Аднак, нягледзячы на гады даследаванняў, навукоўцы яшчэ не вынайшлі матэрыялу, які можа дасягнуць звышправоднасці пры пакаёвай тэмпературы. Таму матэрыялазнаўцы, інжынеры і фізікі працуюць разам, каб знайсці прыдатны матэрыял, для працы якога не будуць патрэбныя экстрэмальныя ўмовы.
Чаго дасягнулі даследчыкі з Універсітэта Рочэстэра?
Навукоўцы выявілі, што гідрыд лютэцыю можа стаць звышправодным пры тэмпературы прыкладна 20,5 ℃ і ціску 10 кілабар (гэты ціск меншы, чым патрабаваўся раней для дасягнення звышправоднасці ў лабараторыі). Даследчыкі лічаць, што гэта адкрыццё азначае пачатак сучаснай эры звышправоднасці, аднак некаторыя навукоўцы сумняваюцца ў гэтым сцвярджэнні.
Як распавядае Gizmodo, у 2020 годзе каманда, у якую ўваходзіў Ранга Дыяс, інжынер-механік з Універсітэта Рочэстэра і адзін з аўтараў новага даследавання, ужо сцвярджала, што дасягнула звышправоднасці пры пакаёвай тэмпературы ў гідрыдзе вугляроднай серы, але гэта было аспрэчана фізікамі, не звязанымі з даследаваннем.
Цяпер жа каманда змяшала газавую сумесь з 99% вадароду і 1% азоту і змясціла гэта ўсё ў камеру з лютэцыем, рэдказямельным металам, і дазволіла ім уступіць у рэакцыю. Слова «рэдказямельны» не павінна ўводзіць у зман, бо яно не азначае, што гэта менавіта рэдкія металы. Яны атрымалі такую назву, так як вельмі рэдка сустракаюцца ў зямной кары ў канцэнтраваным (а не рассеяным) выглядзе, прыдатным для выкарыстання ў прамысловых ці камерцыйна выгодных маштабах.
Гідрыд лютэцыю дыяметрам каля аднаго міліметра, які разглядаецца праз мікраскоп. Гэты камбінаваны відарыс з'яўляецца вынікам складання фокуса і ўзмацнення колеру некалькіх відарысаў / Выява: University of Rochester photo / J. Adam Fenster
Вылучэнне гэтых элементаў з першаснай руднай сыравіны — даволі складаны працэс са значнымі выдаткамі, які патрабуе наяўнасці адпаведных кампетэнцый, тэхналогій, спецыялізаваных хіміка-металургічных прадпрыемстваў, інфраструктуры і лагістыкі.
Атрыманае злучэнне даследчыкі пакінулі на некалькі дзён пры тэмпературы 200 ℃ — яно пачало свяціцца сінім колерам, а затым было сціснута паміж дыяментамі, што змяніла яго колер на ярка-чырванавата-ружовы і пры гэтым зрабіла яго звышправодным.
Зараз, калі іншыя навукоўцы змогуць дасягнуць такога ж выніку, гэта можа стаць значным крокам наперад у развіцці матэрыялазнаўства і змяніць сітуацыю ў галіне электрычнасці.
няма ў каго спытаць)