За последние годы физики создали несколько новых типов сверхпроводников, работающих при очень высоких температурах. Недавнее исследование профессора Сколтеха Артема Оганова показало, что к таким высокотемпературным сверхпроводникам относятся и соединения водорода с элементами с особой структурой электронных оболочек. Это уран, актиний, лантан, иттрий, натрий и другие металлы.
Открытие материала, проводящего ток без потерь при комнатной температуре и давлении, было главным святым Граалем физики на протяжении многих десятилетий. Мы надеемся, что гидрид ванадия и циркония, недорогой и стабильный материал, можно будет приспособить для создания вещества с подобными характеристиками.
Профессор университета Иллинойса в Чикаго Расселл Хемли, соавтор работы
Сейчас перспективные сверхпроводники, такие как декагидрид лантана (LaH10), начинают проводить электричество без потерь уже при –13 °С. Однако для этого их нужно сжать до полутора миллионов атмосфер, что не позволяет встраивать его в электронику и электросети.
Группа ученых под руководством Раселла Хемли изучила структуру гидрида циркония и ванадия (ZrV2Hx) при помощи установки VISION, вырабатывающей пучки нейтронов. Наблюдая за тем, как эти частицы отскакивали от атомов, ученые определяли, как устроены гидриды изнутри и как плотно были упакованы атомы водорода внутри них.
Оказалось, что среднее расстояние между атомами водорода в данном соединении было в полтора раза меньше так называемого предела Свитендика, минимальной дистанции между атомами, допускаемой теорией для соединений водорода и металлов. Эта особенность позволяет в будущем создать сверхпроводники, которые будут проводить ток при комнатной температуре и без специального давления. Кроме того, такие вещества позволят ученым проверить теорию «холодного ядерного синтеза», однако для этого нужны дальнейшие исследования ZrV2Hx.