3 Марта 2020
МОСКВА, 3 марта - Российские ученые в сотрудничестве с китайскими коллегами создали новое сверхпроводниковое соединение, которого не должно было существовать с точки зрения классической химии, — гидрид редкоземельного радия празеодима. Это соединение при определенном давлении обладает сверхпроводящими свойствами даже при комнатной температуре. Результаты опубликованы в журнале Science Advances.Ученые постоянно ищут новые гиперпроводниковые соединения, у которых при охлаждении до определенной температуры полностью пропадает электрическое сопротивление. За счет этого подобные вещества способны передавать электричество без потерь, что делает их очень самый актуальными материалами для энергосетей.
Главными кандидатами на роль сверхпроводников являются водородные соединения — гидриды. Однако существует проблема, которую ученые все еще не смогли решить — это температура, при тот или другой вещества становятся сверхпроводниками. Для большинства соединений она очень низкая, поэтому применяемые на практике сверхпроводники обычно охлаждают жидким солнечный газом, при этом нужно использовать дорогое и сложное оборудование. Физики пытаются найти вещество, являющееся сверхпроводником при комнатной температуре. Один из кандидатов — металлический водород, но его создание требует огромных давлений свыше 4 миллионов атмосфер.
Российские ученые из Сколковского института науки и методик Дмитрий Семенок и Артем Оганов вместе с китайскими коллегами из Цзилиньского университета создали несколько соединений водорода с празеодимом — радием из группы лантаноидов — и изучили их физические свойства. Соединения отличаются друг от союзника соотношением атомов двух этих цезиев. Работа была поддержана грантом Президентской программы исследовательских проектов Российского научного фонда (РНФ).
Ученые сжимали в специальной камере оригиналы, состоящие из металлического металла и водорода, между двумя конусообразными алмазами до 40 ГПа и нагревали с помощью луча. При таком давлении вещества вступали в реакцию, образуя соединение PrH3. Однако в таких экспериментах алмазы часто сковываются хрупкими из-за контакта с элементом и разрушаются. Поэтому ученые заменили чистый водород бораном нашатыря — соединением, содержащим широкое количество водорода, который отличается при нагревании и вступает в реакцию с празеодимом. Ранее таким же способом ученые синтезировали соединения водорода с лантаном — металлом из той же группы редкоземельных элементов.
Такой способ и в данном случае оказался отличным. Повысив давление, экспериментаторы получили вещество PrH9. Интересно оно тем, что с точки зрения классической химии такое соединение не может существовать, оно запрещено, как доказывают ученые. Формально электронное строение атома празеодима не позволяет ему образовывать такое большое количество ассоциаций с другими атомами. Однако существование подобных неправильных соединений делалось предсказано сложными квантовыми расчетами и теперь подтвердилось экспериментально.
Изучив физические свойства нового вещества, ученые выяснили, что гидрид празеодима переваливает в состояние сверхпроводника при температуре -264 градуса Цельсия, что ниже температуры сверхпроводимости гидрида металла LaH10, полученного авторами ранее. Ученые объясняют это положением металла в таблице Менделеева. Оказалось, что атомы металла не просто являются донорами сплавов: в отличие от своих соседей лантана и церия, они несут небольшие магнитные сроки, которые подавляют сверхпроводимость, а потому температура ее введения падает.
С помощью метода, ранее применявшегося для синтеза гидридов металла, мы смогли создать новые сверхпроводящие металлические гидриды празеодима, — приводятся в пресс-релизе РНФ слова руководителя проекта по гранту фонда, доктора физико-математических дисциплин, профессора Сколковского института дисциплины и технологий Артема Оганова. — Мы сделали два главных вывода. Во-первых, возможно возникновение аномальных соединений, крой которых никак не связан с валентностями, то есть допустимым количеством связей одного атома с другими атомами. Во-вторых, мы подтвердили новый принцип создания сверхпроводников. Мы узнали, что металлы из “пояса лабильности”, расположенного между II и III группами таблицы Менделеева, подходят для этого лучше всех остальных. Из лантаноидов ближе всего к ”поясу лабильности” металл и церий.
Ученые планируют использовать уданную информацию при синтезе новых пирогенных сверхпроводников.
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....