کشف ماده ابررسانا با قابلیت‌های ویژه

به گزارش مجله خبری نگار،در بیانیه مطبوعاتی تیمی تحقیقاتی به سرپرستی رنگا دیاس، استادیار مهندسی مکانیک و فیزیک، آمده است: این مواد، شروعی برای موضوع ابررسانایی محیط و فناوری‌های کاربردی خواهد بود. ماده جدید، یک هیدرید لوتسیم دوپ شده (وارد کردن ذرات ناخالص در یک ماده) با نیتروژن (NDLH) است که ابررسانایی را در ۶۹ درجه فارنهایت و فشار ۱۰ کیلوبار از خود نشان می‌دهد.

هیدرید‌هایی که از ترکیب فلزات خاکی کمیاب با هیدروژن و سپس افزودن نیتروژن یا کربن ایجاد می‌شوند، در سال‌های اخیر دستورالعمل کاری الهام بخشی را برای ایجاد مواد ابررسانا در اختیار محققان قرار داده است. با این حال، ترکیبات به دست آمده در دما یا فشار‌هایی که هنوز برای کاربرد‌های عملی مناسب نیستند، ابررسانا می‌شوند.

یک کاندیدای خوب

برای غلبه بر این مسئله، دیاس به عنصر دیگری در امتداد جدول تناوبی پرداخت. او لوتتیوم را نامزد خوبی برای آزمایش خود در نظر گرفت. این ماده دارای ۱۴ الکترون کاملاً پر شده در پیکربندی مداری f خود است که نرم شدن فونون را سرکوب می‌کند و جفت الکترون-فونون مورد نیاز برای انجام ابررسانایی در دمای محیط را افزایش می‌دهد. سوال کلیدی این بود که چگونه می‌خواهیم برای فشار پایین مورد نیاز این شرایط را تثبیت کنیم؟ دیاس گفت: اینجاست که نیتروژن وارد عمل شد.

نیتروژن ساختار اتمی سفت و سختی دارد که می‌تواند برای ایجاد یک شبکه قفس مانند در یک ماده استفاده شود که پایداری ابررسانایی را در فشار کمتر ایجاد می‌کند.

دیاس و تیمش مخلوط گازی از ۹۹ درصد هیدروژن و یک درصد نیتروژن را مهندسی کردند، سپس آن را در یک محفظه واکنش با نمونه خالص لوتتیوم قرار دادند و اجازه دادند اجزا به مدت دو تا سه روز در دمای ۳۹۲ درجه فارنهایت واکنش نشان دهند.

یک رنگ قرمز روشن مهم

مخلوط حاصل، از چندین حالت و رنگ عبور کرد و سپس به حالت فلزی ابررسانا قرمز روشن رسید. دیاس گفت: قرمز خیلی روشن بود. من از دیدن رنگ‌هایی با این شدت شوکه شدم. نتیجه نهایی را نمی‌توان انکار کرد. ماده جدید در دما و فشار به اندازه کافی برای کاربرد‌های عملی ابررسانا بود.

دیاس نتیجه در نهایت نتیجه گرفت، ما معتقدیم که اکنون در عصر ابررسانایی مدرن هستیم و مسیر ما به سوی وسایل الکترونیکی ابررسانا، خطوط انتقال انرژی، حمل و نقل همجوشی و محصور سازی مغناطیسی هموار شده است.