Nadprzewodzący wodór

Związki bogate w wodór pod dużym ciśnieniem mogą być lepszymi nadprzewodnikami niż najlepsze konwencjonalne nadprzewodniki, sądzą naukowcy z Niemiec. Wyniki sugerują, że związki metaliczne oparte na wodorze mogą mieć do 50 razy mniejszą rezystywność elektryczną niż miedź i przewodnictwo w -83° C (maksymalna wartość temperatury dla nadprzewodnika bogatego w wodór). Najlepsze nadprzewodniki,  które istnieją dzisiaj przestają pracować w -109° C. Prace prowadzone przez Mikhail Eremets i jego kolegów z Max Planck Institute for Chemistry (Niemcy) wywodzą się z teorii zaproponowanej przez Eugene Wignera i Hillard Bell Huntingtona z 1935 roku[1]. Fizycy przewidzieli, że czysty wodór staje się metaliczny przy bardzo wysokich ciśnieniach – około 25 GPa.

Nadprzewodzący wodór

Rys. 1 Lewitujący nadprzewodnik

„Teoria przewiduje takie fazy, które mogą przewodzić w temperaturze pokojowej lub wyższej” według Isaaca Silvera (University of Harvard), który nie brał udziału w pracach. Jednym z powodów jest własność struktury wodoru do wibrowania i łączenia elektronów w pary. Te pary przepływają swobodnie przez metaliczny wodór bez żadnego oporu.

Uzyskanie pożądanych metali okazuje się bardzo trudne. Aby mieć jakiekolwiek wykorzystanie rzeczywistych aplikacji, wodór metaliczny musi być metastabilny i pozostać w tym stanie metalicznym niezależnie od różnych czynników – coś co jeszcze nie zostało osiągnięte. Zespół w Niemczech wykorzystał związek bogaty w wodór. Umieścili siarkowodór (H2S) w komórce diamentowego kowadła (DAC). Umieszczony między spłaszczonymi końcami dwóch diamentów metalowej rury, gaz skrapla się w niskich temperaturach z wytworzeniem ciekłych H2S. Gdy H2S jest poddawany ogromnym ciśnieniom w DAC, wtedy zmienia postać na metaliczną. Używając DAC zespół był w stanie wyprodukować ciśnienie porównywalne do tych w środku planet – do 150 GPa.

Eremets i jego koledzy stwierdzili, że uzyskany związek metaliczny nadprzewodził w 190K (-83° C) przy ciśnieniu 150 GPa[2]. Mimo wiedzy, że H2S nadprzewodzi, to nadal pozostaje niejasne dlaczego. Zespół twierdzi, że H2S może dysocjować i tworzy wodorek, który może być prawdopodobnie przyczyną wysokiego nadprzewodnictwa.

1. http://pl.wikipedia.org/wiki/Metaliczny_wod%C3%B3r

2. http://arxiv.org/abs/1412.0460v1

3.http://www.rsc.org/chemistryworld/2014/12/hydrogen-superconductivity-best-superconductor-ever-hammered-out-diamond-anvil

Opracował: Łukasz Kurach

Korekta: Anna Marczewska

Bookmark the permalink.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *


*