Сверхпроводник без ограничений

10.03.2023

Ученые разработали материал, проявляющий сверхпроводящие свойства при нормальной температуре и относительно низком давлении.

Инженеры из Университета Рочестера представили новый материал - легированный азотом гидрид лютеции. Он проявляет сверхпроводящие свойства при температуре 20,5 °C и давлении 10 Кбар. Разработка открывает широкий спектр для практического применения таких материалов: от сокращения потерь на электростанциях до маглев и эффективной электроники.

В большинстве случаев для возникновения сверхпроводимости - свойства, при котором материал обладает нулевым сопротивлением, - нужны температуры, близкие к абсолютному нулю и экстремально высокое давление. Исследователи уже использовали гидриды, созданные путем сочетания редкоземельных металлов с водородом, как высокотемпературные сверхпроводники. Но для их работы также требуется давление в несколько Мбар, что затрудняет практическое применение материалов.

Редкоземельные гидриды образуют каркасные структуры, в которых ионы редкоземельных металлов действуют как доноры-носители, обеспечивая достаточное количество электронов, усиливающих диссоциацию молекул водорода. Азот и углерод помогают стабилизировать материалы, объясняют ученые. В своем исследовании они использовали в качестве основы Лютеций.

Исследователи создали газовую смесь из 99% водорода и 1% азота и поместили ее в реакционную камеру с чистым образцом лютеции. В результате реакции, продолжавшейся в течение нескольких дней при температуре 200 С, исследователи получили порошок синеватого света. После этого материал сжали в ячейке с алмазной наковальней.

По мере изменения давления исследователи обнаружили два возможных состояния материала: от сверхпроводящего "розового" при относительно небольшом давлении до алого не сверхпроводящего металлического состояния. При этом эксперименты показали, что для индукции сверхпроводимости при нормальной температуре было достаточно давления в 10 Кбар.

Хотя такое давление существенно больше атмосферного, технологии, применяемые, например, в производстве микросхем, используют и более высокое давление. Это открывает возможности для практического применения сверхпроводников в разных областях.

<< Назад: Часовой пояс для Луны 10.03.2023

>> Вперед: Луна постепенно увеличивает продолжительность дня на Земле 09.03.2023

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Прототип искусственного электронного языка 24.11.2014 Ученые из Киевского национального университета имени Шевченко (со второй аффилиацией в Институте нанотехнологий во французском городе Лион) представили концепцию искусственного электронного языка. Ученые придумали датчик, который анализирует вещества и передает информацию о них в компьютер. По словам его авторов, устройство будет работать аналогично связке вкусовых рецепторов и головного мозга у человека. Датчик представляет собой трехслойную двумерную структуру. Основание состоит из кремния, на который нанесен слой жидкого вещества, который и подвергается анализу. Закрывает все сверху третий слой - стекло. Ученые использовали тот факт, что проводящие свойства такой системы (транспорт электронов под действием света, падающего на стекло) зависят от промежуточного (второго) жидкого слоя. По их мнению, типичные языковые ощущения определяются типом жидкости, а с ним можно связать проводящие свойства системы, которые должны быть заранее известны и использованы для определения вкуса жидкости. Украинские ученые считают, что их работа может найти применение в фармацевтической и пищевой промышленности, в таможне, службах экологического контроля и других областях, где может потребоваться искусственный аналог человеческого языка.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025