德国研究人员证实,硫化氢(臭鸡蛋和臭屁具有独特气味的化合物)可以在破纪录的 –70°C 下无电阻导电。 这项研究打破了之前 –110°C 左右的记录,让我们离室温的梦想更近了有一天,这可能会改变我们产生和传输能量的方式的一切。
实现的能力没有冷却不仅会彻底改变已经依赖它的技术,例如磁悬浮列车,机器和粒子加速器,但突然间我们所有的电子设备都将变得超高效。 在不需要工业冷却的情况下,电阻损失零能量意味着从风力涡轮机到电动机和笔记本电脑充电器的所有设备运行所需的电力将大大减少。
马克斯·普朗克化学研究所的团队首次得到暗示,硫化氢值得研究回到十二月,现在报告说,当他们使用金刚石砧将硫化氢样品置于极高的压力下时 -约150万个大气压(150 吉帕) - 将它们冷却到 –70 °C,它们从气体转变为金属并实现超导。
超导性由两个主要特性定义:零电阻和所谓的超导性。迈斯纳效应。 当材料从正常状态转变为超导状态并排除其内部磁场时,就会发生迈斯纳效应。 这种现象是导致磁铁悬浮在超导体上方的原因。
硫化氢不仅需要相对较高的温度才能达到这种状态令人兴奋,埃德温·卡特利奇报道自然杂志科学家们对这个结果也非常感兴趣,“因为它是在没有使用特殊材料的情况下实现的,例如被称为“铜酸盐”的含铜化合物,迄今为止,这种材料保持着环境压力下最高超导温度 – 140°C 的记录,并且高压下 –109 °C”。
虽然该团队并不完全确定他们的硫化氢超导体为何起作用,他们假设在他们的自然纸这可能与充满氢离子的材料有关,氢离子“鼓励”电子形成所谓的库珀对。 这些库珀对可以毫无阻力地流过新形成的硫化氢金属的晶格结构,从而允许电流更快地流过。
科林·巴拉斯 (Colin Barras) 解释道新科学家:
“穿过金属的电子不断地弹离离子,每次弹跳都会损失能量。然而,在这个过程中,它们会稍微改变金属中正离子的位置,产生少量的正电荷云。这些正电荷云可以将电子拉在一起,并且导致形成库珀对,它们碰撞金属离子并损失能量的可能性要小得多,因此,电子对比单个电子更有效地传导电荷。”
通常,库珀对很容易被热分解,这就是为什么当今的超导体需要冷却到非常低的温度。 正如巴拉斯报道的那样,新的马克斯·普朗克超导体可以在更高的温度下工作,因为它的正离子包括轻氢,并且更容易被电子转变为对。 “这意味着正云更密集,电子形成更强的库珀对,不易被热破坏,”他说。
在我们太兴奋之前,我们必须等待独立团队复制结果。卡特利奇报道于自然杂志日本的一个团队已经实现了对加压硫化氢的抵抗力丧失,但到目前为止还没有看到迈斯纳效应的迹象。 中国的三个团队和美国的一个团队都一直在研究硫化氢,但尚未证实这一点。
马克斯·普朗克团队的成员之一米哈伊尔·埃雷梅茨 (Mikhail Eremets)告诉新科学家他希望有人不仅能确认他们的新纪录,而且还能打破它。 他指出,有些材料可以产生更坚固的库珀对,这就是我们如何接近难以捉摸的室温超导体。 “理论上来说,它们是不被禁止的,”他说。