Spoločný výskumný tím z Southern University of Science and Technology (SUSTech) a ďalších čínskych inštitúcií vyvinul nový typ vysokoteplotných supravodičov pri okolitom tlaku, čím dosiahol prelom vo výskume supravodivosti.
Na základe štúdie, ktorá bola uverejnená v časopise Nature, tento tím zaoberajúci sa supravodivosťou pozostával z členov SUSTech, Quantum Science Center v oblasti Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area a Tsinghua University. Po množstve pokusov a skúmania vyvinuli nikelátovú supravodivosť pod okolitým tlakom s počiatočnou teplotou prechodu presahujúcou 40K, čo je približne mínus 233 stupňov Celzia, spolu s dôkazom o existencii elektrického odporu a magnetického poľa.
Vedci objavili novú triedu vysokoteplotných supravodičov založených na nikli, čo predstavuje prelom vo vede o materiáloch. Doteraz boli známe len dve hlavné skupiny takýchto materiálov – kuprátové supravodiče a supravodiče na báze železa. Tento objav otvára dvere k novým možnostiam využitia supravodivosti pri bežných podmienkach a prispieva k riešeniu dlhotrvajúcej záhady mechanizmov supravodivosti pri vysokých teplotách.
Supravodivosť, objavená v roku 1911, je jav, pri ktorom materiál vedie elektrinu bez akéhokoľvek odporu. Bežné supravodiče fungujú len pri extrémne nízkych teplotách, zväčša pod 40 kelvinov (−233 stupňov Celzia), čo je známe ako McMillanov limit. Preto výskumníci neustále hľadajú materiály, ktoré by dokázali supravodivosť udržať pri vyšších, praktickejších teplotách.
Prvé prelomové objavy boli urobené pri kuprátových a železitých supravodičoch, ktoré dokážu fungovať aj nad McMillanovým limitom. Ich presný mechanizmus však doteraz nie je plne pochopený.
V roku 2019 vedci objavili supravodivosť v tzv. nekonečne vrstvených niklových filmoch, aj keď len pri teplotách pod 40K. Nová štúdia z roku 2023, vedená čínskymi vedcami, však preukázala supravodivosť v dvojvrstvových niklových materiáloch pod tlakom vyšším ako 100 000 atmosfér. Tento objav motivoval výskumníkov na celom svete, aby sa pokúšali dosiahnuť vysokoteplotnú supravodivosť aj bez nutnosti extrémnych tlakových podmienok.
Tím vedený akademikom Xue Qikunom z Čínskej akadémie vied a Chen Zhuoyom zo SUSTech vyvinul novú technológiu rastu oxidových filmov. Táto technológia umožňuje manipuláciu s materiálmi na atómovej úrovni pod oxidačnými podmienkami až 10 000-krát silnejšími ako boli doteraz možné. Táto metóda priniesla presnú kontrolu nad chemickým zložením materiálov a zabezpečila vysokú kvalitu kryštálov.
Výskumníci aplikovali túto technológiu na niklové supravodiče a po otestovaní viac ako 1000 vzoriek sa im podarilo prekonať problémy so štrukturálnou nestabilitou. Výsledkom bol nový vysokoteplotný supravodič, ktorý funguje pri okolitom tlaku. Tento prelom nielenže potvrdzuje možnosť vzniku novej triedy supravodičov, ale taktiež naznačuje, že optimalizáciou materiálov by mohlo byť možné dosiahnuť supravodivosť pri ešte vyšších teplotách.
Podľa štúdie sú najoptimistickejšie scenáre schopné posunúť supravodivosť do teplotného rozsahu kvapalného dusíka, teda medzi −210 a −196 stupňov Celzia. Ak by sa to podarilo, mohlo by to viesť k revolúcii v energetike a elektronike, kde by sa supravodiče mohli využívať omnoho širšie a efektívnejšie.
Pre používanie spravodajstva Netky.sk je potrebné povoliť cookies