L'obiettivo della nuova ricerca guidata da Ranga Dias, professore assistente di ingegneria meccanica e di fisica e astronomia, consiste nello sviluppare materiali superconduttori a temperatura ambiente. Attualmente, il freddo estremo è necessario per raggiungere la superconduttività, come dimostrato in questa foto dal laboratorio di Dias, in cui un magnete galleggia sopra un superconduttore raffreddato con azoto liquido. Credito:foto dell'Università di Rochester/J. Adam Fenster
Un team di ricercatori dell'Università di Rochester, la State University di New York a Buffalo e la University of Nevada Las Vegas hanno ridotto la quantità di pressione necessaria per costringere un materiale a diventare superconduttivo a temperatura ambiente, migliorando i propri risultati precedenti. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Lettere di revisione fisica , il gruppo delinea la propria tecnica ei progetti per il futuro.
Da molti anni gli scienziati cercano di creare materiali superconduttivi a temperatura ambiente. Un tale materiale consentirebbe di costruire dispositivi elettronici più freddi e aumenterebbe notevolmente l'efficienza della rete elettrica. Non è stato fino alla fine dello scorso anno che è stato creato il primo materiale del genere, un composto ricco di idrogeno che, quando spremuto a 267 GPa, diventato superconduttivo. E mentre l'impresa era un passo nella giusta direzione, la necessità di alta pressione ha reso il materiale poco pratico per l'uso quotidiano. In questo nuovo sforzo, lo stesso team ha trovato un modo per ridurre drasticamente la pressione richiesta apportando una modifica alla loro tecnica precedente:hanno combinato l'idrogeno con l'ittrio invece di carbonio e zolfo.
Ricerche precedenti avevano dimostrato che i materiali con un alto contenuto di idrogeno si prestano bene ai materiali superconduttori creati a temperature più elevate ed è per questo che l'hanno scelto per i loro esperimenti.
Il lavoro prevedeva l'utilizzo di due incudini diamantate per creare la pressione. Sono stati posti leggermente distanziati con gas idronico e un campione di ittrio allo stato solido tra di loro. I materiali sono stati separati da un foglio di palladio, che il team ha aggiunto per prevenire l'ossidazione dell'ittrio, fungeva anche da catalizzatore, aiutando a spostare gli atomi di idrogeno nell'ittrio. I test del materiale risultante hanno mostrato che è superconduttivo a 182 GPa, molto più basso di quanto trovato l'anno scorso, ma ancora troppo alto per l'uso pratico. Suggeriscono che si stanno muovendo nella giusta direzione, però, e pianificare di continuare a rivedere la loro tecnica per saperne di più sul suo potenziale e, Certo, per scoprire se potrebbe essere utilizzato per creare un materiale superconduttivo a temperatura ambiente.
Questa illustrazione del laboratorio Dias mostra molecole di idrogeno, in alto, diffondendosi in un sottile strato di palladio (viola), dove sono separati in singoli atomi, che poi si distribuiscono in uno strato sottostante di ittrio. Credito:laboratorio Ranga Dias/Università di Rochester
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