Синтезирован «невозможный» сверхпроводник

Запрещённое классической химией соединение водорода и церия удалось получить на практике

Синтезирован «невозможный» сверхпроводник

Команда учёных из США, России и Китая синтезировала «невозможное» соединение водорода и церия СеН9, которое демонстрирует сверхпроводимость при сравнительно низком давлении в 1 миллион атмосфер. Материалы, способные проводить ток без сопротивления, называются сверхпроводниками и лежат в основе мощных электромагнитов. Их недостаток заключается в том, что они сохраняют свои свойства лишь при очень низких температурах и высоких давлениях, что ограничивает круг возможных применений и делает существующие сверхпроводниковые технологии дорогими.

Считается, что при чрезвычайно сильном сжатии водород должен стать твёрдым металлом, причём такая форма водорода может демонстрировать сверхпроводимость при комнатной температуре. Однако металлизация чистого водорода требует колоссального давления порядка 5 миллионов атмосфер. Поэтому материаловеды идут по другому пути: синтезируются так называемые запрещённые соединения разных элементов — например, лантана, серы, церия и водорода, с повышенным содержанием последнего, к примеру, когда в супергидрид церия добавляют ещё больше атомов водорода.

Хотя сверхпроводящие свойства супергидрида церия проявляются только при охлаждении до −200 градусов Цельсия, этот материал интересен тем, что он стабилен при более низком давлении в один миллион атмосфер, в отличие от полученных ранее супергидридов серы и лантана. Чтобы получить СеН9, учёные поместили в камеру с алмазными наковальнями микроскопический образец церия и вещество, выделяющее при нагревании газообразный водород. Для проведения реакции этот образец сжимали между двумя плоскими алмазами, достигая необходимого давления, а содержащий водород реагент нагревался лазером.

С использованием рентгенодифракционного анализа, чувствительного к расположению атомов церия, удалось выявить структуру нового вещества. В кристаллической решётке СеН9 каждый из этих атомов окружён своего рода сферической клеткой из 29 атомов водорода. При этом атомы водорода связаны между собой ковалентными связями, а атомы церия занимают предоставленные им полости. Благодаря появлению методов компьютерного предсказания запрещённых соединений, таких как разработанный профессором Сколтеха и МФТИ Артёмом Огановым алгоритм USPEX, исследователи досконально изучили почти все гидриды отдельных металлов. Следующий шаг — добавить ещё один химический элемент.

Читайте также

Учёные раскрыли один из главных секретов высокотемпературной сверхпроводимости

Учёные раскрыли один из главных секретов высокотемпературной сверхпроводимости

Прошивка повышает ударопрочность композитов на 44%

Прошивка повышает ударопрочность композитов на 44%

OpenAI научила GPT переносить старые программы на современные языки с точностью до 97,9%

OpenAI научила GPT переносить старые программы на современные языки с точностью до 97,9%

ИИ научился прогнозировать выживаемость онкобольных по фотографии

ИИ научился прогнозировать выживаемость онкобольных по фотографии

Microsoft обвинили в превращении рабочего стола Windows 11 в рекламную площадку

Microsoft обвинили в превращении рабочего стола Windows 11 в рекламную площадку

Unitree представила UniUni — систему, которая позволяет управлять целой группой роботов с помощью ИИ

Unitree представила UniUni — систему, которая позволяет управлять целой группой роботов с помощью ИИ

«Черный ящик»: как устроен главный свидетель авиакатастроф и почему его нельзя заменить облаком

«Черный ящик»: как устроен главный свидетель авиакатастроф и почему его нельзя заменить облаком

Anthropic предложила закон, позволяющий блокировать опасные модели ИИ до их выпуска

Anthropic предложила закон, позволяющий блокировать опасные модели ИИ до их выпуска

Почему невозможно создать абсолютно точную карту Земли, Луны или Марса?

Почему невозможно создать абсолютно точную карту Земли, Луны или Марса?

Обзор iPhone 18 Pro Max: Apple A20 Pro, переменная диафрагма и лучшая автономность в истории серии

Обзор iPhone 18 Pro Max: Apple A20 Pro, переменная диафрагма и лучшая автономность в истории серии

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Комета Галлея возвращается: почему её появление в 1986 году разочаровало миллионы людей и чего ждать в 2061-м

Комета Галлея возвращается: почему её появление в 1986 году разочаровало миллионы людей и чего ждать в 2061-м

Физики научились удерживать антиматерию месяцами ради разгадки тайны Вселенной

Физики научились удерживать антиматерию месяцами ради разгадки тайны Вселенной

На Луну впервые отправят суперкомпьютер с искусственным интеллектом

На Луну впервые отправят суперкомпьютер с искусственным интеллектом

Физики воссоздали состояние материи первых мгновений после Большого взрыва

Физики воссоздали состояние материи первых мгновений после Большого взрыва

NASA раскрыло новые сроки высадки астронавтов на Луну: SpaceX и Blue Origin готовят посадочные модули

NASA раскрыло новые сроки высадки астронавтов на Луну: SpaceX и Blue Origin готовят посадочные модули