Investigadores de la Universidad de Rochester que demostraron materiales superconductores a temperatura ambiente el otoño pasado, ahora informan sobre una nueva técnica en la búsqueda para crear también los materiales a presiones más bajas.
en un artículo publicado en Cartas de revisión física , el laboratorio de Ranga Dias, profesor asistente de ingeniería mecánica y de física y astronomía, describe la separación de átomos de hidrógeno del itrio con una fina película de paladio.
"Esta es una técnica completamente nueva que nadie ha usado antes para la síntesis de superhidruros a alta presión", dice Dias.
Los materiales ricos en hidrógeno son fundamentales en la búsqueda de superconductores a temperatura ambiente porque "quieres enlaces más fuertes y elementos ligeros. Esos son los dos criterios muy básicos", dice Dias. "El hidrógeno es el material más ligero y el enlace de hidrógeno es uno de losel más fuerte."
Se sabe que el paladio es un muy buen catalizador para "descomponer las moléculas de hidrógeno y difundirlas en cualquier material que desee estudiar", dice Dias. En este caso, una pequeña capa de paladio protege el itrio, un metal de transición reactivo,de oxidarse, pero al mismo tiempo, descompone el hidrógeno en átomos individuales, que luego son transportados al itrio.
Esto se hace dentro de un yunque de diamante, que se utiliza para comprimir los materiales.
El superhidruro de itrio resultante es superconductor a 12 grados Fahrenheit y alrededor de 26 millones de libras por pulgada cuadrada, todavía demasiado alto para aplicaciones prácticas. Pero es una mejora significativa con respecto a los materiales a temperatura ambiente que los investigadores informaron el otoño pasado en Nature.
En ese artículo, los investigadores informan sobre la combinación de hidrógeno con carbono y azufre, que era superconductor a aproximadamente 36 millones de libras por pulgada cuadrada. La presión al nivel del mar es de aproximadamente 15 psi. "Continuaremos usando este nuevo método para sintetizarnuevos materiales superconductores a presión ambiental ", dice Dias.
Los investigadores utilizaron la espectroscopia raman, que creen que es más eficaz que las técnicas de difracción de rayos X que se utilizan tradicionalmente para medir el comportamiento de los átomos de hidrógeno.
Para validar eso, los investigadores colaboraron con Eva Zurek, profesora de química en la Universidad Estatal de Buffalo, quien preparó simulaciones teóricas de cómo se podría esperar que se comportaran los átomos de hidrógeno cuando se transportaran al itrio. Esas simulaciones estaban "bien de acuerdo"con los datos experimentales del laboratorio, dice Dias.
Otros coautores del artículo incluyen al autor principal Elliot Snider '19 MS, Nathan Dasenbrock-Gammon '18 MA, Raymond McBride '20 MS y Noah Meyers, todos del laboratorio Dias; Xiaoyu Wang delState University en Buffalo; y Keith Lawlor y Ashkan Salamat de la Universidad de Nevada Las Vegas.
Descubierta por primera vez en 1911, la superconductividad da a los materiales dos propiedades clave. La resistencia eléctrica desaparece. Y cualquier apariencia de un campo magnético es expulsada, debido a un fenómeno llamado efecto Meissner. Las líneas del campo magnético tienen que pasar alrededor del material superconductor, haciendoes posible levitar tales materiales, algo que podría usarse para trenes de alta velocidad sin fricción, conocidos como trenes maglev.
Los materiales superconductores también podrían tener aplicaciones en imágenes médicas y técnicas de escaneo, como resonancia magnética y magnetocardiografía; electrónica más rápida y eficiente para lógica digital y tecnología de dispositivos de memoria.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Rochester . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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