Theorie suggereert dat metallische waterstof een supergeleider zou moeten zijn bij kamertemperatuur; echter, dit materiaal moet nog in het laboratorium worden geproduceerd. Metaalsuperhydriden zitten boordevol waterstofatomen in een configuratie die lijkt op de structuur van metallische waterstof. Modellen voorspellen dat ze zich op dezelfde manier zouden moeten gedragen. Monsters van superhydriden van lanthaan zijn gemaakt en getest, en tijdens de APS March Meeting 2019 in Boston, Russell Hemley zal het werk van zijn groep beschrijven om het materiaal te bestuderen.

Er zijn 5,5 miljoen mijl aan hoogspanningslijnen in dit land - elk verliest op dit moment energie. Dit aanhoudende verlies van 2 tot 4 procent overhead zou kunnen worden verminderd of geëlimineerd als een zender met lagere weerstand zou kunnen worden gevonden. Sinds de ontdekking van supergeleiding in 1911 zijn er in het laboratorium veel nulweerstandsmaterialen gedemonstreerd. Helaas, deze supergeleiders vereisen lage temperaturen. Vooruitgang in de richting van commercieel levensvatbare supergeleiders die werken bij of nabij omgevingstemperaturen is een droom van de natuurkunde, materiaalkunde en energietechnologie.

Wetenschappers van de George Washington University voorspelden dat superhydriden in 2017 supergeleiding vertonen bij temperaturen die de kamertemperatuur naderen. Nu hebben deze wetenschappers hun voorspelling in het laboratorium in deze nieuwe klasse van materialen bevestigd. Hun resultaten kunnen een belangrijke stap zijn in het streven naar elektrische transmissie zonder weerstandsverliezen.

Deze week op de 2019 American Physical Society March Meeting in Boston, Russell Hemley zal het laatste onderzoek naar supergeleiding in deze klasse van materialen presenteren. Hij zal ook deelnemen aan een persconferentie waarin hij het werk beschrijft. Informatie over inloggen om op afstand mee te kijken en vragen te stellen vindt u aan het einde van dit persbericht.

Theorie voorspelt ongekoelde supergeleiding in metallische waterstof - een gecondenseerde fase waarin H-kernen samen worden geplet in een gedelokaliseerde band van hun eigen valentie-elektronen. Een geleidingsband ligt energetisch net boven, dus metallische waterstof geleidt. Als zodanig gedraagt ​​het zich als een alkalimetaal, maar ook als een supergeleider met een zeer hoge temperatuur. De druk die nodig is om dit nog steeds hypothetische materiaal te maken, wordt geschat op het bereik van de huidige experimentele technieken. Er zijn onbevestigde berichten over zijn waarneming. Echter, de resultaten zijn niet gereproduceerd.

Een verwante weg in het streven naar supergeleiders bij normale temperatuur is gericht op waterstofrijke materialen die metallische waterstof kunnen nabootsen. Metaalsuperhydriden (MHx x> 6) leek veelbelovend, volgens de voorspellingen van de George Washington University-groep. Deze materialen zijn verpakt met waterstofatomen in een configuratie die vergelijkbaar is met hun structuur in metallische waterstof. Het team van de George Washington University heeft vorig jaar een van deze materialen gesynthetiseerd - lanthaansuperhydride - en in recente experimenten is gebleken dat het materiaal in feite een supergeleider is.

Ze gebruikten een diamanten aambeeldcel om LaH10-monsters te maken onder een druk van bijna 2 miljoen atmosfeer. De elektrische weerstand van het monster kelderde; supergeleiding bleef bijna tot kamertemperatuur. Deze metingen kwamen goed overeen met hun theoretische voorspelling.

De vooruitgang in de richting van supergeleiders bij hogere temperaturen zal in dit laboratorium worden voortgezet. Vooruitgang in het begrijpen van ongekoelde supergeleiding zal nieuwe richtingen suggereren in de richting van drukloze benaderingen.

"De bevindingen zouden een nieuw hoofdstuk moeten openen in onderzoek naar supergeleiding, "Zei Hemley. "Het werk toont ook het belang aan van 'materials by design' bij het creëren van nieuwe materialen."