Máme první supravodič v pokojové teplotě. Jen potřebuje extrémní tlak  
Supravodiče jsou fajn, ale ke svému provozu potřebují nesmyslně nízké teploty. Nedávno vytvořený hydrid uhlíku a síry je supravodivý při teplotě kolem 14,6 °C. Má to ale háček. K jeho výrobě je nutné použít nesmyslně vysoké tlaky. Hon za pokojovou supravodivostí stále pokračuje.
Klasická supravodivost vyžaduje extrémní mráz. Kredit: University of Rochester.
Klasická supravodivost vyžaduje extrémní mráz. Kredit: University of Rochester.

Supravodivost byla objevena již více než před stoletím. Za tu dobu se dočkala celé řady pozoruhodných aplikací, jako jsou maglevy a magnetická rezonance. Využitelnost supravodivosti ale doposud zásadně komplikuje extrémně nízká provozní teplota, kterou je pochopitelně obtížné dosáhnout a pak také udržet.

 

Přesto jsou supravodivé materiály velmi populární. Nekladou žádný elektrický odpor a jsou superdiamagnetické, tj. ve svém nitru zcela kompenzují změny vnějšího magnetického pole a trvale vypuzují magnetické siločáry ven. Problém je ovšem v tom, že typicky fungují za teplot nižších než mínus 140 °C, což je velmi nákladné. Řada výzkumných týmů po celém světě proto pracuje na vývoji supravodičů, které by nebylo nutné tak příšerně mrazit.

 

Ranga Dias. Kredit: University of Rochester.
Ranga Dias. Kredit: University of Rochester.

V těchto dnech k zajímavému průlomu, který si připsal Ranga Dias z britské University of Rochester a jeho tým. Dias věří, že jejich objev přispěje k proražení bariér, které doposud brání mnohem širšímu využití supravodivosti. Pro něho i mnoho dalších badatelů je supravodivost za pokojové teploty „svatým grálem“ fyziky kondenzovaného stavu.

 

Fyzici mají v tomto odvětví za sebou dlouhé roky experimentování s rozličnými materiály, jako jsou například oxidy mědi a sloučeniny železa. Diasův tým ale nakonec uspěl s jiným prvkem. Jak Dias upozorňuje, z fyzikálních vztahů vyplývá, že supravodiče za pokojové teploty potřebují pevné vazby a lehké chemické prvky. S kolegy se nakonec dostali k vodíku, který je nejlehčím prvkem vůbec a vodíkové vazby patří k těm nejsilnějším.

 

University of Rochester, logo.
University of Rochester, logo.

Jistou vadou na kráse je, že se vodík stává kovovým materiálem pouze za opravdu hodně extrémních tlaků. Dias s kolegy proto hledali recept na materiál, který by byl bohatý na vodík, ale zároveň by obsahoval další látky, které by umožnily kovovitost za poněkud nižších tlaků. Nakonec zvítězil recept, který obsahuje vodík, uhlík a síru. Z této směsi pak v zařízení DAC (diamond anvil cell), v němž lze vytvářet extrémní tlaky, syntetizovali hydrid síry a uhlíku. Takto vzniklý materiál je supravodivý při teplotách kolem 14,5 °C. Stačí k tomu vytvořit tlak nějakých 2,7 milionů atmosfér.

 

Materiály, které budou supravodivé za méně mrazivých teplot, přinesou lepší maglevy, lepší magnetickou rezonanci a jistě i spoustu dalších aplikací. Jenom to bude chtít snížit vážně monumentální tlaky, které museli Dias a spol. použít k výrobě svého pokojového supravodiče. Prý na tom už pracují.

 

Video: The World's First Room Temperature Superconductor

 

Literatura

University of Rochester14. 10. 2020.

Nature 586: 373–377.

Datum: 18.10.2020
Tisk článku

Dva hrby ťavy - Mojžiš Martin
 
 
cena původní: 199 Kč
cena: 191 Kč
Dva hrby ťavy
Mojžiš Martin
Související články:

Jak vytvořit supravodivost v nesupravodivých materiálech     Autor: Stanislav Mihulka (01.11.2016)
Pod tlakem: Vyrobili na Harvardu kovový vodík anebo ne?     Autor: Stanislav Mihulka (01.02.2017)
Lanthanoidový materiál je supravodivý za (téměř) pokojové teploty     Autor: Stanislav Mihulka (25.12.2018)



Diskuze:

Tlak

D. Hruška,2020-10-19 08:08:28

Uniklo mi, jestli je extrémní tlak potřebný také k udržení materiálu, nebo pouze k jeho výrobě a potom už je stabilní i bez tlaku. Pokud platí druhá možnost, je ten objev mnohem nadějnější.

Odpovědět


Re: Tlak

Ladislav Truska,2020-10-19 11:01:39

zajímalo by mě totéž.. i když, v článku se několikrát píše "při výrobě"...

Odpovědět


Re: Tlak

Jan Novák9,2020-10-19 12:14:20

Zcela určitě není materiál supravodivý při nižším tlaku, a protože je to Van der Waals solid tak se pravděpodobně při normálním tlaku rozpadne. Van der Waalsova síla je slabá.
Je to v podstatě směs plynů H2S, CH4 and H2 slisovaná do pevné hmoty při tlaku asi 2600000 atmosfér.
https://www.ch.imperial.ac.uk/rzepa/blog/?p=22865

Odpovědět


Re: Re: Tlak

D. Hruška,2020-10-20 13:07:56

Díky

Odpovědět


Re: Tlak

Zdenek Mazanec,2020-10-19 12:21:07

Rekl bych k obojimu, vzhledem k predpoladanemu vyskytu kovoveho vodiku v nitrech plynnych obru. Pokud by stacilo pri vyrobe, byli by kluci dnes mnohem slavnejsi nez aktualne jsou.
Uprime mi prijde snazsi neco chladit na -140 celsia nez drzet tlak pres 2M atmosfer.

Odpovědět



Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace