Wetenschappers uit Rusland, China en de Verenigde Staten voorspelden en hebben nu experimenteel nieuwe uraniumhydriden geïdentificeerd, het voorspellen van supergeleiding voor sommigen van hen. De resultaten van hun onderzoek zijn gepubliceerd in wetenschappelijke vooruitgang .

Het fenomeen supergeleiding werd in 1911 ontdekt door een groep wetenschappers onder leiding van de Nederlandse natuurkundige Heike Kamerlingh Onnes. Supergeleiding betekent het volledig verdwijnen van elektrische weerstand in een materiaal wanneer het wordt afgekoeld tot een bepaalde temperatuur, waardoor het magnetische veld uit het materiaal wordt geforceerd. Aan het begin, supergeleiding werd ontdekt in enkele basismetalen zoals aluminium en kwik bij temperaturen van enkele graden boven het absolute nulpunt, dat is -273° C. Van bijzonder belang voor wetenschappers zijn de zogenaamde hoge-temperatuur-supergeleiders die supergeleiding vertonen bij minder extreme temperaturen. De supergeleiders met de hoogste temperatuur werken bij -183 ° C, en, daarom constante koeling nodig. in 2015, een zeldzame zwavelhydride (H ₃ S) vestigde een nieuw supergeleidingsrecord bij hoge temperaturen van -70 °C, hoewel bij drukken zo hoog als 1, 500, 000 atm.

Een groep natuurkundigen onder leiding van professor Artem R. Oganov voorspelde dat veel lagere drukken van ongeveer 50, 000 atmosfeer kan 14 nieuwe uraniumhydriden produceren, waarvan slechts één UH3, is tot op heden bekend. Ze omvatten verbindingen die rijk zijn aan waterstof, zoals UH7 en UH8, dat de wetenschappers ook voorspelden supergeleidend te zijn. Veel van deze verbindingen werden vervolgens verkregen in de experimenten die werden uitgevoerd door de teams van professor Alexander Goncharov van het Amerikaanse Carnegie Institution of Washington (VS) en het Institute of Solid State Physics van de Chinese Academie van Wetenschappen. De berekeningen suggereren dat de supergeleider met de hoogste temperatuur UH7 is, die supergeleidend vermogen vertoont bij -219 ° C - een temperatuurniveau dat verder kan worden verhoogd door doping.

"Na H ₃ S werd ontdekt, wetenschappers gingen gretig op zoek naar supergeleidende hydriden in andere niet-metalen, zoals selenium, fosfor, enz. Onze studie toonde aan dat metaalhydriden evenveel potentieel hebben als niet-metalen in termen van supergeleiding bij hoge temperatuur, " zegt de hoofdauteur van de studie Ivan Kruglov, een onderzoeker in Computational Materials Discovery Laboratory bij MIPT.

"De twee hoogtepunten van onze resultaten zijn dat hoge druk een verbazingwekkend rijke verzameling hydriden produceert, waarvan de meeste niet passen in de klassieke scheikunde, en dat deze hydriden daadwerkelijk kunnen worden verkregen en supergeleidend worden bij zeer lage drukken, misschien zelfs bij atmosferische druk, " zegt Artem Oganov.