Une nouvelle technique pour synthétiser des matériaux supraconducteurs – Technoguide

Des chercheurs de l’Université de Rochester qui ont démontré des matériaux supraconducteurs à la température ambiante l’automne dernier, rapportent maintenant une nouvelle technique dans leur quête pour créer également les matériaux à des pressions plus basses.

Dans un article publié dans Physical Review Letters, le laboratoire de Ranga Dias, professeur adjoint de génie mécanique et de physique et astronomie, décrit la séparation des atomes d’hydrogène de l’yttrium avec une fine couche de palladium.

“Il s’agit d’une technique complètement nouvelle que personne n’a utilisée auparavant pour la synthèse de superhydrures à haute pression”, explique Dias.

Les matériaux riches en hydrogène sont essentiels dans la recherche de supraconducteurs à température ambiante parce que «vous voulez des liaisons plus fortes et des éléments légers. Ce sont les deux critères de base», dit Dias. “L’hydrogène est le matériau le plus léger et la liaison hydrogène est l’une des plus fortes.”

Le palladium est connu pour être un très bon catalyseur pour «décomposer les molécules d’hydrogène et les diffuser dans n’importe quel matériau que vous souhaitez étudier», explique Dias. Dans ce cas, une minuscule couche de palladium protège l’yttrium, un métal de transition réactif, de l’oxydation, mais en même temps, décompose l’hydrogène en atomes individuels, qui sont ensuite transportés dans l’yttrium.

Cela se fait à l’intérieur d’une enclume en diamant, qui est utilisée pour comprimer les matériaux.

Le superhydrure d’yttrium résultant est supraconducteur à 12 degrés Fahrenheit et à environ 26 millions de livres par pouce carré, encore trop élevé pour des applications pratiques. Mais c’est une amélioration significative par rapport aux matériaux à température ambiante que les chercheurs ont signalés l’automne dernier dans Nature.

Dans cet article, les chercheurs rapportent la combinaison de l’hydrogène avec du carbone et du soufre, qui était supraconducteur à environ 36 millions de livres par pouce carré. (La pression au niveau de la mer est d’environ 15 psi.) “Nous continuerons d’utiliser cette nouvelle méthode pour synthétiser de nouveaux matériaux supraconducteurs à pression ambiante”, dit Dias.

Les chercheurs ont utilisé la spectroscopie Raman, qui, selon eux, est plus efficace que les techniques de diffraction des rayons X qui sont traditionnellement utilisées pour mesurer le comportement des atomes d’hydrogène.

Pour valider cela, les chercheurs ont collaboré avec Eva Zurek, professeur de chimie à l’Université d’État de Buffalo, qui a préparé des simulations théoriques sur la façon dont les atomes d’hydrogène pourraient se comporter lorsqu’ils sont transportés dans l’yttrium. Ces simulations étaient en “bon accord” avec les données expérimentales du laboratoire, dit Dias.

Parmi les autres co-auteurs de l’article, citons l’auteur principal Elliot Snider ’19 (MS), Nathan Dasenbrock-Gammon ’18 (MA), Raymond McBride ’20 (MS) et Noah Meyers, tous du laboratoire Dias; Xiaoyu Wang de l’Université d’État de Buffalo; et Keith Lawlor et Ashkan Salamat de l’Université du Nevada à Las Vegas.

Découverte pour la première fois en 1911, la supraconductivité confère aux matériaux deux propriétés clés. La résistance électrique disparaît. Et tout semblant de champ magnétique est expulsé, en raison d’un phénomène appelé effet Meissner. Les lignes de champ magnétique doivent passer autour du matériau supraconducteur, ce qui permet de faire léviter ces matériaux, ce qui pourrait être utilisé pour les trains à grande vitesse sans frottement, appelés trains maglev.

Les matériaux supraconducteurs pourraient également avoir des applications dans les techniques d’imagerie médicale et de numérisation telles que l’IRM et la magnétocardiographie; électronique plus rapide et plus efficace pour la logique numérique et la technologie des dispositifs de mémoire.

.

A propos Technoguide

Voir aussi

Des simulations révèlent comment la souche dominante du SRAS-CoV-2 se lie à l’hôte et succombe aux anticorps – Technoguide

Des simulations de supercalculateurs à grande échelle au niveau atomique montrent que la variante de …

Laisser un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

Défiler vers le haut