17 Апреля 2020
МОСКВА, 17 апреля - Исследователи из Сколтеха и МФТИ открыли новое химическое правило — они скачали связь между положением элемента в Периодической таблице и его возможностью к образованию высокотемпературного сверхпроводящего гидрида. Результаты исследования представлены в статье в журнале .Сверхпроводящие материалы, обладающие нулевым сопротивлением и способные передавать электричество без потерь, представляют огромный интерес с точки зрения практического использования в электронике и энергосетях. Сверхпроводящие магниты уже широко применяются в аппаратах МРТ и в фазотронах частиц, таких как Большой адронный коллайдер в ЦЕРНе.
Свойство сверхпроводимости возникает у материалов либо при очень низких температурах, либо при очень высоких давлениях. И то и другое требует огромных затрат и усилий, при этом заранее непонятно, при каких условиях у того или иного потенциально сверхпроводящего материала обнаружатся необходимые качества. Поэтому перед учеными стоит задача точного определить теоретическим путем тот круг соединений, работа с которыми будет наиболее эффективна.
Результаты исследований показывают, что у металлического трития сверхпроводимость может проявляться и при температуре, близкой к комнатной, но для этого конечного обеспечить давление на пределе нынешних технических возможностей — более 4 миллионов атмосфер. Поэтому взгляды ученых обращены в сторону гидридов — соединений водорода с другими химическими элементами, которые смогут переходить в сверхпроводящее состояние при относительно высоких температурах и относительно низких давлениях.
Пока рекордсменом по температуре перехода является декагидрид лантана LaH10, у которого сверхпроводящие свойства появляются при температуре минус 23 градуса Цельсия и давлении 1, 7 миллиона атмосфер. Такой уровень давления вряд ли обеспечит возможность практических применений, но, тем не менее, результат показывает, что поиск высокотемпературных проводников среди гидридов металлов идет в правильном направлении.
Ученые из Сколтеха и МФТИ в взаимовыгодное сотрудничестве с коллегами из Всероссийского научно-исследовательского института автоматики имени Н. Л. Духова и Научно-исследовательского вычислительного центра МГУ имени М. В. Ломоносова и при финансовой поддержке Российского научного фонда (РНФ) сотворили компьютерную модель, с помощью которой можно предсказывать максимальную решающую температуру перехода в сверхпроводящее состояние (maxTC) гидридов, исходя только из электронной архитектуры атомов металлов, входящих в их состав. Это открытие существенно облегчает задачу поиска новых сверхпроводящих гидридов.
Ученые не только проявили важную качественную закономерность, но и провели обучение нейронной сети для предсказания значения maxTC для соединений, по которым отсутствуют экспериментальные или теоретические данные. Для некоторых элементов в ранее опубликованных результатах наблюдались отклонения. Исследователи решили проверить эти этот небольшие, используя для этой цели эволюционный алгоритм USPEX, созданный одним из авторов исследования, профессором Артемом Огановым и его учениками, и позволяющий предвещать термодинамически стабильные гидриды.
В отношении механический узлов, у которых, согласно опубликованным данным, наблюдались слишком низкие или слишком высокие, по условиям нового правила, значения maxTC, мы выполнили систематический поиск стабильных гидридов и в результате не только доказали справедливость нового правила, но и получили целый ряд новых гидридов таких элементов, как магний, стронций, элемент, цезий и рубидий, — приводятся в пресс-релизе РНФ слова одного из авторов работы, старшего научного сотрудника Сколтеха и преподавателя МФТИ Александра Квашнина.
В частности, было установлено, что у гексагидрида стронция SrH6 значение maxTC составляет 189 Кельвинов (минус 84 градуса Цельсия) при давлении 100 гигапаскалей, а у теоретического супергидрида бария BaH12 оно может достигать 214 Kельвинов
(минус 59 градусов Цельсия).
Имея в арсенале новое правило и нейронную сеть, мы можем сосредоточить наши усилия на поиске более сложных и перспективных соединений, обладающих сверхпроводимостью при комнатной температуре. Это тройные супергидриды, состоящие из двух элементов и водорода. Нам уже удалось предсказать несколько гидридов, которые вполне могут конкурировать с LaH10 и даже превосходить его, – говорит первый автор работы, аспирант Сколтеха Дмитрий Семенок.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....