Группа исследователей из Университета Хьюстона заявила о создании нового рекорда сверхпроводимости, получив материал, способный проводить электричество с нулевым сопротивлением при нормальном давлении и при более высокой температуре, чем любой предыдущий сверхпроводник при атмосферном давлении.
Это не означает, что сверхпроводники, работающие при комнатной температуре, уже существуют. Но это знаменует собой значительный шаг на пути к технологиям, которые могли бы существенно сократить потери энергии.
Что случилось?
Исследователи из Техасского центра сверхпроводимости и физического факультета университета измерили температуру сверхпроводящего перехода, равную 151 Кельвину (-122 градуса Цельсия). В университете заявили, что это самая близкая к комнатной температуре температура, достигнутая на сегодняшний день, и самая высокая температура, зарегистрированная для сверхпроводника при атмосферном давлении с момента первого открытия сверхпроводимости в 1911 году, согласно статье ScienceDaily .
Исследование, опубликованное в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, побило рекорд, державшийся более 30 лет. Ранее самая высокая температура при атмосферном давлении составляла 133 К и была достигнута в 1993 году ртутным материалом на основе оксида меди Hg1223.
Физики Чинг-Ву Чу и Лянцзы Дэн добились нового результата, используя метод, называемый «закалкой под давлением». Сначала они подвергли материал воздействию высокого давления для усиления его сверхпроводящих свойств, затем охладили его и быстро сбросили давление, так что улучшенное состояние оставалось стабильным в нормальных условиях.
«Наш метод показывает, что такое состояние можно сохранить без поддержания давления», — сказал Чу.
Почему это важно?
Сверхпроводники позволяют электрическому току распространяться без сопротивления, а это значит, что практически никакая энергия не теряется в виде тепла. Это может повысить эффективность электросетей, улучшить хранение энергии, а также способствовать развитию более быстрой электроники, усовершенствованных систем МРТ и будущих технологий термоядерного синтеза.
Чу отметил, что в настоящее время около 8% электроэнергии теряется при передаче по сети. Сокращение этих потерь может привести к значительной экономии, а также к снижению загрязнения окружающей среды, связанного с ненужным производством электроэнергии.
Большинство сверхпроводников функционируют только при чрезвычайно низких температурах, поэтому по-прежнему требуются дорогостоящие системы охлаждения. Повышение рабочей температуры делает эти материалы гораздо более практичными для практического применения и значительно упрощает их изучение учеными с помощью стандартного оборудования.
Полученные результаты могут способствовать внедрению более чистых и эффективных энергетических систем и медицинских технологий в повседневную жизнь.
Команда из Университета Хьюстона сейчас помогает продвинуть эту область науки к еще более амбициозной цели: сверхпроводимости при комнатной температуре и атмосферном давлении. Комнатная температура составляет примерно 300 К, поэтому этот рекорд все еще примерно на 140 градусов Цельсия отстает от этой цели.
Чу и Дэн также внесли свой вклад в статью, в которой изложены шесть возможных путей повышения сверхпроводящих температур, включая метод гашения под давлением, который был использован для этого прорыва.
Рохит Прасанкумар, директор по исследованиям сверхпроводимости в компании Intellectual Ventures, заявил, что будущие достижения, вероятно, будут зависеть от сотрудничества между физиками, химиками, инженерами и материаловедами.
«Это открытие обладает огромным потенциалом, — сказал Чу. — Мы считаем, что при достаточном количестве людей, работающих над ним, и при наличии достаточного времени, мы сможем реализовать этот потенциал».
Дэн добавил, что материалы, находящиеся при атмосферном давлении, становятся «гораздо более доступными для ученых, позволяя им использовать хорошо разработанное оборудование».
Подпишитесь на бесплатные новостные рассылки TCD, чтобы получать полезные советы, дельные рекомендации и шанс выиграть 5000 долларов на улучшение вашего дома. Чтобы прочитать больше подобных статей, измените свои настройки Google здесь .