Meno di due anni dopo aver sconvolto il mondo scientifico con la scoperta di un materiale capace di superconduttività a temperatura ambiente, un team di fisici dell'UNLV ha alzato la posta ancora una volta riproducendo l'impresa alla pressione più bassa mai registrata.

In altre parole, la scienza è più vicina di quanto non lo sia mai stata a un materiale utilizzabile e replicabile che potrebbe un giorno rivoluzionare il modo in cui l'energia viene trasportata. Il fisico UNLV Ashkan Salamat e il collega Ranga Dias, fisico dell'Università di Rochester, hanno fatto notizia a livello internazionale nel 2020 segnalando per la prima volta la superconduttività a temperatura ambiente. Per raggiungere l'impresa, gli scienziati hanno sintetizzato chimicamente una miscela di carbonio, zolfo e idrogeno prima in uno stato metallico e poi ancora più in uno stato superconduttore a temperatura ambiente usando condizioni di pressione estrema (267 gigapascal) che potresti trovare solo in natura vicino al centro della Terra. Avanti veloce in meno di due anni e il team è ora in grado di completare l'impresa a soli 91 GPa, circa un terzo della pressione inizialmente riportata. Le nuove scoperte sono state pubblicate questo mese come articolo anticipato sulla rivista Comunicazioni chimiche .

Una super scoperta

Attraverso una messa a punto dettagliata della composizione di carbonio, zolfo e idrogeno utilizzati nella svolta originale, gli scienziati sono in grado di produrre un materiale a una pressione inferiore che mantiene il suo stato di superconduttività.

"Si tratta di pressioni a un livello difficile da comprendere e valutare al di fuori del laboratorio, ma la nostra attuale traiettoria mostra che è possibile raggiungere temperature superconduttive relativamente elevate a pressioni costantemente inferiori, che è il nostro obiettivo finale", ha affermato l'autore principale dello studio Gregory Alexander Smith, uno studente laureato ricercatore presso il Nevada Extreme Conditions Laboratory (NEXCL) dell'UNLV. "In fin dei conti, se vogliamo realizzare dispositivi utili alle esigenze della società, dobbiamo ridurre la pressione necessaria per crearli."

Sebbene le pressioni siano ancora elevate, circa mille volte superiori a quelle che sperimenteresti sul fondo della Fossa delle Marianne nell'Oceano Pacifico, continuano a correre verso un obiettivo vicino allo zero. È una gara che sta guadagnando terreno in modo esponenziale all'UNLV poiché gli scienziati acquisiscono una migliore comprensione della relazione chimica tra carbonio, zolfo e idrogeno che compongono il materiale.

"La nostra conoscenza della relazione tra carbonio e zolfo sta avanzando rapidamente e stiamo trovando rapporti che portano a risposte notevolmente diverse e più efficienti rispetto a quanto osservato inizialmente", ha affermato Salamat, che dirige NEXCL dell'UNLV e ha contribuito all'ultimo studia. "Osservare fenomeni così diversi in un sistema simile mostra solo la ricchezza di Madre Natura. C'è molto altro da capire e ogni nuovo progresso ci avvicina al precipizio dei dispositivi superconduttori di tutti i giorni."

Il Santo Graal dell'efficienza energetica

La superconduttività è un fenomeno notevole osservato per la prima volta più di un secolo fa, ma solo a temperature notevolmente basse che hanno impedito qualsiasi idea di applicazione pratica. Solo negli anni '60 gli scienziati hanno teorizzato che l'impresa potesse essere possibile a temperature più elevate. La scoperta del 2020 da parte di Salamat e colleghi di un superconduttore a temperatura ambiente ha entusiasmato il mondo della scienza in parte perché la tecnologia supporta il flusso elettrico con resistenza zero, il che significa che l'energia che passa attraverso un circuito potrebbe essere condotta all'infinito e senza perdita di potenza. Ciò potrebbe avere importanti implicazioni per l'immagazzinamento e la trasmissione dell'energia, supportando qualsiasi cosa, da migliori batterie per telefoni cellulari a una rete energetica più efficiente.

"La crisi energetica globale non mostra segni di rallentamento e i costi stanno aumentando in parte a causa di una rete energetica statunitense che perde circa 30 miliardi di dollari all'anno a causa dell'inefficienza della tecnologia attuale", ha affermato Salamat. "Per il cambiamento della società, dobbiamo essere all'avanguardia con la tecnologia e il lavoro che sta accadendo oggi è, credo, in prima linea nelle soluzioni di domani."

Secondo Salamat, le proprietà dei superconduttori possono supportare una nuova generazione di materiali che potrebbero cambiare radicalmente l'infrastruttura energetica degli Stati Uniti e oltre.

"Immagina di sfruttare l'energia in Nevada e di inviarla in tutto il paese senza alcuna perdita di energia", ha detto. "Questa tecnologia potrebbe un giorno renderlo possibile". + Esplora ulteriormente

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