С момента открытия сверхпроводимости около века назад это свойство материалов играло важную роль в современных технологиях — например, для создания сильных магнитных полей в маглев-поездах или аппаратах МРТ. Однако применение сверхпроводимости ограничивается необходимым условием: крайне низкой температурой. Физики из США первыми получили материал, обладающий свойством сверхпроводимости при комнатной температуре.
Команда физиков и инженеров из Университета Рочестера под руководством Ранги Диаса сообщила о важном прорыве: им удалось преодолеть серьезное препятствие на пути к распространению сверхпроводящих материалов. Эти материалы обладают нулевым электрическим сопротивлением и вытесняют магнитное поле, но из-за того, что обычно функционируют только при температуре ниже 140 °C, для поддержания этого состояния требуется дорогое оборудование.
Диас называет сверхпроводимость при комнатной температуре «священным граалем» физики конденсированного вещества. Его группа потратила годы на эксперименты с различными материалами — оксидами меди и веществами на основе железа — но успех их ждал с водородом, пишет New Atlas.
«Для создания высокотемпературного сверхпроводника нужны прочные связи и легкие элементы, — сказал он. — Это два самых основных критерия. Водород самое легкое вещество, а его связи одни из самых прочных».
Недостаток такого подхода в том, что чистый водород можно преобразовать в металлическое состояние только при крайне высоком давлении, поэтому ученые обратились к альтернативным материалам, богатым водородом, но обладающим нужными сверхпроводящими свойствами, которые можно металлизировать при намного меньшем давлении.
Рабочей оказалась формула, сочетающая смесь водорода, углерода и серы, из которой синтезировали органические углеродистый сероводород на алмазной наковальне. Углеродистый сероводород продемонстрировал сверхпроводимость при температуре около 14,5 °C и под давлением 267 ± 10 гигапаскалей.
Применять такого рода материалы можно для создания более эффективных энергосетей, проводящих электричество без больших потерь, вызванных сопротивляемостью современных проводов, более быстрых маглев-поездов или другого, еще более футуристического транспорта.
«Мы живем в полупроводниковом мире, а с такого рода технологией можно превратить общество в сверхпроводящее, в котором нам никогда больше не понадобятся батареи», — заявил Ашкан Саламат, соавтор исследования.
Читайте по теме. Инновационный сверхпроводник усиливает мощность ветротурбин, снижая потери энергии
