Наука для всех простыми словами

Самый лучший сайт c познавательной информацией.

Новый материал прорыв в области сверхпроводников обещает.

01.08.2016 в 15:52

Ученые много лет искали различные способы заставить водород войти в металлическое состояние. Металлическое состояние водорода - это святой грааль в материаловедении, поскольку его можно использовать для сверхпроводников: материалов, которые не препятствуют току электронов, что повышает эффективность передачи электроэнергии во много раз

. Впервые за все время ученые под руководством Виктора стружкина из университета Карнеги, смешав водород с натрием, экспериментально произвели новый класс материалов, которые обещают изменить картину в области сверхпроводников и могут быть использованы для хранения водородного топлива. Исследование было опубликовано в Nature Communications.

Считалось, что определенные обогащенные водородом соединения, состоящие из нескольких атомов водорода и щелочных металлов (лития, калия или натрия), могут обеспечить новое химическое средство для изменения электронной структуры соединения. Это, в свою очередь, может привести к разработке металлических высокотемпературных сверхпроводников.

"Проблема в температуре, - объясняет стружкин. - имеющиеся сверхпроводники могут существовать только при непрактично низких температурах. В последние годы начали обещать соединения с несколькими атомами водорода, связанными с щелочными металлами, которые могут существовать при более практичных температурах. Теоретически они будут обладать уникальными свойствами, полезными для сверхпроводимости".

Группа стружкина использовала эту теорию для составления экспериментов и измерила образцы с использованием одновременно метода, который показывает атомную структуру (рентгеноструктурный анализ), и метода рамановской спектроскопии. Теоретически, натриево - водородный материал должен быть стабильным под давлением, обладать металлическими свойствами и уникальной структурой, а также демонстрировать сверхпроводящие свойства.

Ученые эксперименты с применением высокого давления и высокой температуры провели. Материя при таких экстремальных условиях может превращаться в новые структуры с новыми свойствами. При помощи высокого давления они сжали образцы лития и натрия в ячейке с алмазными наковальнями и нагрели их лазером. При давлении в 300 000-400 000 атмосфер (30-40 гпа) и температуре около 1700 градусов по цельсию, ученые впервые наблюдали структуры "Полигидридов", натрия с тремя атомами водорода (Nah3) и Nah7 - натрия с семью атомами водорода - в крайне необычных конфигурациях. Три отрицательно заряженных атома водорода в Nah7 выстроились и продемонстрировали одномерную водородную цепь, новую фазу, которая сильно отличается от чистого водорода.

"Существование этой конфигурации предсказывали еще в 1972 году, более 40 лет назад, - говорит дак йонг Ким, ученый из группы стружкина. - оказалось, что наши эксперименты полностью согласуются с теорией, которая предсказывала существование Nah3. В качестве приятного дополнения мы также наблюдали соединение с семью атомами водорода".

Далее ученые планируют посмотреть, можно ли получить материалы такого класса при более низких температурах и давлениях. В любом случае новый класс материи открывает новый мир возможностей.

По материалам: hi - News. ru.