Illustrazione. Composti di uranio. Credito:Lion_on_helium/MIPT
Scienziati dalla Russia, Cina e Stati Uniti hanno previsto e ora hanno identificato sperimentalmente nuovi idruri di uranio, prevedere la superconduttività per alcuni di essi. I risultati del loro studio sono stati pubblicati in Progressi scientifici .
Il fenomeno della superconduttività fu scoperto nel 1911 da un gruppo di scienziati guidati dal fisico olandese Heike Kamerlingh Onnes. La superconduttività significa la completa scomparsa della resistenza elettrica in un materiale quando viene raffreddato a una temperatura specifica, forzare il campo magnetico dal materiale. All'inizio, la superconduttività è stata scoperta in alcuni metalli di base come alluminio e mercurio a temperature di diversi gradi sopra lo zero assoluto, che è -273° C. Di particolare interesse per gli scienziati sono i cosiddetti superconduttori ad alta temperatura che mostrano superconduttività a temperature meno estreme. I superconduttori a temperatura più elevata operano a -183°C, e, richiedono quindi un raffreddamento costante. Nel 2015, un raro idruro di zolfo (H 3 S) stabilire un nuovo record di superconduttività ad alta temperatura di -70 °C, anche se a pressioni fino a 1, 500, 000 atm.
Un gruppo di fisici guidati dal professor Artem R. Oganov ha predetto che pressioni molto più basse di circa 50, 000 atmosfere possono produrre 14 nuovi idruri di uranio, di cui uno solo, UH3, è stato conosciuto fino ad oggi. Comprendono composti ricchi di idrogeno, come UH7 e UH8, che gli scienziati prevedevano anche come superconduttori. Molti di questi composti sono stati poi ottenuti negli esperimenti condotti dalle équipe del professor Alexander Goncharov presso la U.S. Carnegie Institution di Washington (USA) e l'Institute of Solid State Physics della Chinese Academy of Sciences. I calcoli suggeriscono che il superconduttore a temperatura più alta è UH7, che mostra capacità superconduttiva a -219° C - un livello di temperatura che può essere ulteriormente aumentato mediante drogaggio.
"Dopo H 3 S è stato scoperto, gli scienziati hanno iniziato a cercare avidamente idruri superconduttori in altri non metalli, come il selenio, fosforo, ecc. Il nostro studio ha dimostrato che gli idruri metallici hanno lo stesso potenziale dei non metalli in termini di superconduttività ad alta temperatura, " dice l'autore principale dello studio Ivan Kruglov, un ricercatore in Computational Materials Discovery Laboratory al MIPT.
"I due punti salienti dei nostri risultati sono che l'alta pressione produce una collezione incredibilmente ricca di idruri, la maggior parte dei quali non rientra nella chimica classica, e che questi idruri possono effettivamente essere ottenuti e diventare superconduttori a pressioni molto basse, forse anche a pressione atmosferica, "dice Artem Oganov.
