Вымоченный графит продемонстрировал сверхпроводимость при температуре выше 100 °C

 Вымоченный графит продемонстрировал сверхпроводимость при температуре выше 100 °C

Физики из университета Лейпцига экспериментировали с самым обычным графитом. Хлопья графита учёные вымочили в обычной дистиллированной воде. После дальнейшей обработки материал начал проявлять сверхпроводящие свойства, причём при температуре гораздо выше комнатной, пишет Nature.

Напомним, что высокотемпературные сверхпроводники характеризуются отсутствием электрического сопротивления при температуре ниже 163 К (-110 °C). Учёные, модифицируя различные соединения, стремятся поднять температуру перехода таких материалов (критическую температуру) до комнатной. В этом случае провода из сверхпроводников не приходилось бы охлаждать (жидким азотом). Технология могла бы сэкономить огромное количество энергии, которая теряется при передаче электричества по существующим сетям. Кроме того, электросети стали бы значительно проще с точки зрения используемого оборудования.

На это раз исследователи обратились к обычному графиту, который можно найти в стержнях простых карандашей. Графит, представляющий собой многослойную структуру из углеродных атомов, получает сверхпроводящие свойства, когда к нему добавляют элементы, снабжающие его избытком электронов. К примеру, графит кальция проявляет сверхпроводимость при температуре 11,5 Кельвина (-260 °C). Теоретические расчёты также показали, что сверхпроводимость можно получить даже при 60 Кельвинах.

Команда профессора Пабло Эскенаси из Лейпцига считает, что на границе соседних сегментов графита при этом повышается концентрация электронов. Учёные наблюдали сверхпроводимость более чем при 100 Кельвинах, однако только в искусственном пиролитическом графите. Позднее они решили проверить, можно ли ещё больше повысить температуру перехода в сверхпроводящее состояние, если допировать хлопья графитового порошка.

Начали с обычной воды и не прогадали. Учёные поместили 100 миллиграммов графита в виде хлопьев в 20 миллилитров дистиллированной воды. Прибор мешал смесь на протяжении 23 часов, затем порошок отфильтровали и в течение ночи сушили при температуре 100 °C.

Далее образцы поместил и в магнитное поле и изучили их свойства. Оказалось, что полученный материал сохранял небольшую намагниченность даже после выключения поля.

По мнению Эскенаси, это говорит либо о сверхпроводимости, либо об обычном феромагнетизме. Учёные попытались проверить, действительно ли полученный материал проводит электричество без сопротивления. Но ничего не вышло.

Сначала они попытались спрессовать из "вымоченного" графита таблетки, чтобы зёрна сблизились между собой и образовали проводящие контакты. Но в результате потеряли сверхпроводимость. Позднее исследователи также не смогли доказать, что магнитное поле "выталкивается" из внутренних областей хлопьев (является одной из ключевых особенностей сверхпроводников).

Тогда они решили выяснить, как намагниченность графита меняется в зависимости от поля и температуры. В результате учёные получили графики, похожие на те, что характеризовали высокотемпературные сверхпроводники, открытые в 80-х годах прошлого века.

Авторы исследования пока сами сомневаются в правильности своих выводов. Однако открытие, несомненно, требует особого внимания со стороны научного сообщества.

В статье, принятой к публикации в журнале Advanced Materials, немцы утверждают, что при нагреве образцов даже до 130 °C сверхпроводимость никуда не девается, а экстраполяция позволяет надеяться на то, что столь желанное свойство сохранится и при 700 °C.

Теперь открытие будут изучать другие научные группы, Которые попытаются найти объяснение наблюдаемому явлению. Если выводы немецких учёных признают правильными, то это достижение можно будет смело назвать прорывным.

  • Дата публикации: 24.09.2012
  • 175

Чтобы оставить комментарий или выставить рейтинг, нужно Войти или Зарегистрироваться