6 июн - РИА Новости, Владислав Стрекопытов. Новое поколение сверхпроводников, которые так нужны во многих высокотехнологичных отраслях, будет на основе соединений палладия, сообщают исследователи. России это выгодно - в стране большая часть мировых запасов этого редкого и дорогого металла, а также почти половина всей его добычи.Нулевое сопротивлениеВ 1911-м голландский физик Камерлинг-Оннес обнаружил, что электрическое сопротивление твердой ртути при охлаждении в жидком гелии до 4,1 Кельвина (минус 269 градусов Цельсия) резко падает до нуля. Это был первый официально зафиксированный случай сверхпроводимости.Вскоре выявили еще несколько сверхпроводников. Температура перехода (Тс) у всех была экстремально низкой, близкой к абсолютному нулю.В 1986-м сотрудники научного подразделения корпорации IBM Карл Мюллер и Георг Беднорц открыли материал с Тс в 30 Кельвинов - купрат лантана и бария. Им присудили за это Нобелевскую премию по физике.Главная гонка современной физикиВ промышленности приборы и провода охлаждают жидким азотом, который закипает при 77 Кельвинах. Сверхпроводники с Тс выше этого значения называют высокотемпературными (ВТСП).В 1990-х получили целый ряд соединений из группы купратов с Тс 130-150 Кельвинов. Самый известный - BSCCO, или, как его называют физики, "биско", состоящий из слоев оксидов висмута, стронция, меди и чистого кальция.ВТСП уже применяют в системах передачи энергии без потерь, бесконтактных высокоскоростных поездах, сверхсильных магнитах для ускорителей и термоядерных реакторах, суперпроизводительных микрочипах, сверхточных аппаратах медицинской диагностики, двигателях для межпланетных космических кораблей. Из BSCCO, например, сделаны десятки километров проводов в Большом адронном коллайдере в ЦЕРН.За все более высокотемпературными сверхпроводниками развернулась настоящая гонка. Сверхпроводимость при комнатной температуре и обычных давлениях могла бы в корне изменить технологии, энергетику. Однако пока ни одного такого соединения не нашли.Купраты, никелатыКупраты - это сложные соединения на основе оксидов меди, в обычных условиях практически не проводящие электрический ток, то есть изоляторы.Их выделили в отдельную группу "странных металлов", или сверхпроводящих полуметаллов. Считается, что для описания поведения электронов в них нужно применять квантовые принципы, некоторые исследователи даже видят в купратах особое состояние материи.Физики Корнельского университета и Института Флэтайрон в Нью-Йорке в 2020-м с помощью квантовых вычислений построили цифровую модель "странных металлов", показав, что купраты - это нечто среднее между классическими металлами с подвижными электронами и диэлектриками, в которых электроны занимают фиксированные позиции.В 1999-м российский ученый Владимир Анисимов с коллегами предположил, что никелаты - комплексные соединения на основе оксида никеля - также могут обладать высокотемпературной сверхпроводимостью. Действительно, впоследствии обнаружили несколько никельсодержащих ВТСП.Одно время даже говорили о вступлении в эру никелевых сверхпроводников. Но возникли проблемы. Во-первых, получение никелатов - чрезвычайно сложный процесс. Во-вторых, эти соединения, хоть и ближе по свойствам к металлам, менее стабильны, чем купраты. Это объясняется тем, что энергетические состояния электронов никеля выше, чем меди, поэтому они активнее вступают в различные взаимодействия.Эра палладияВ оптимальных ВТСП электроны должны взаимодействовать друг с другом сильнее, чем в купратах, но слабее, чем в никелатах. Физики из Японии и Австрии указали на соединения палладия - палладаты."Палладий находится на одну строчку ниже никеля в таблице Менделеева, - приводятся в пресс-релизе слова руководителя исследования Карстен Хелд из Института физики твердого тела Венского технического университета. - У палладия в среднем электроны находятся несколько дальше от ядра атома и друг от друга, поэтому электронное взаимодействие между ними слабее".Наука869208:00 06.06.2023(обновлено: 08:11 06.06.2023)Зависит от России. Ученые назвали металл будущего© РИА Новости / Павел ЛисицынПерейти в медиабанкЧитать ria.ru вМОСКВА, 6 июн - РИА Новости, Владислав Стрекопытов. Новое поколение сверхпроводников, которые так нужны во многих высокотехнологичных отраслях, будет на основе соединений палладия, сообщают исследователи. России это выгодно - в стране большая часть мировых запасов этого редкого и дорогого металла, а также почти половина всей его добычи.Нулевое сопротивлениеВ 1911-м голландский физик Камерлинг-Оннес обнаружил, что электрическое сопротивление твердой ртути при охлаждении в жидком гелии до 4,1 Кельвина (минус 269 градусов Цельсия) резко падает до нуля. Это был первый официально зафиксированный случай сверхпроводимости.Вскоре выявили еще несколько сверхпроводников. Температура перехода (Тс) у всех была экстремально низкой, близкой к абсолютному нулю.В 1986-м сотрудники научного подразделения корпорации IBM Карл Мюллер и Георг Беднорц открыли материал с Тс в 30 Кельвинов - купрат лантана и бария. Им присудили за это Нобелевскую премию по физике.CC BY-SA 4.0 / PJRay /График открытия сверхпроводящих соединений с 1900 по 2015 год. Голубыми ромбами отмечены купратыГлавная гонка современной физикиВ промышленности приборы и провода охлаждают жидким азотом, который закипает при 77 Кельвинах. Сверхпроводники с Тс выше этого значения называют высокотемпературными (ВТСП).prologopro.ruРЕКЛАМАИзготовление медалей МоскваВ 1990-х получили целый ряд соединений из группы купратов с Тс 130-150 Кельвинов. Самый известный - BSCCO, или, как его называют физики, "биско", состоящий из слоев оксидов висмута, стронция, меди и чистого кальция.ВТСП уже применяют в системах передачи энергии без потерь, бесконтактных высокоскоростных поездах, сверхсильных магнитах для ускорителей и термоядерных реакторах, суперпроизводительных микрочипах, сверхточных аппаратах медицинской диагностики, двигателях для межпланетных космических кораблей. Из BSCCO, например, сделаны десятки километров проводов в Большом адронном коллайдере в ЦЕРН.За все более высокотемпературными сверхпроводниками развернулась настоящая гонка. Сверхпроводимость при комнатной температуре и обычных давлениях могла бы в корне изменить технологии, энергетику. Однако пока ни одного такого соединения не нашли.Загадка "странных металлов". Ученые открыли новое состояние вещества9 сентября 2020, 08:00Купраты, никелатыКупраты - это сложные соединения на основе оксидов меди, в обычных условиях практически не проводящие электрический ток, то есть изоляторы.chronolux-rublevka.ruРЕКЛАМАСрочный выкуп швейцарских часовИх выделили в отдельную группу "странных металлов", или сверхпроводящих полуметаллов. Считается, что для описания поведения электронов в них нужно применять квантовые принципы, некоторые исследователи даже видят в купратах особое состояние материи.Физики Корнельского университета и Института Флэтайрон в Нью-Йорке в 2020-м с помощью квантовых вычислений построили цифровую модель "странных металлов", показав, что купраты - это нечто среднее между классическими металлами с подвижными электронами и диэлектриками, в которых электроны занимают фиксированные позиции.В 1999-м российский ученый Владимир Анисимов с коллегами предположил, что никелаты - комплексные соединения на основе оксида никеля - также могут обладать высокотемпературной сверхпроводимостью. Действительно, впоследствии обнаружили несколько никельсодержащих ВТСП.Одно время даже говорили о вступлении в эру никелевых сверхпроводников. Но возникли проблемы. Во-первых, получение никелатов - чрезвычайно сложный процесс. Во-вторых, эти соединения, хоть и ближе по свойствам к металлам, менее стабильны, чем купраты. Это объясняется тем, что энергетические состояния электронов никеля выше, чем меди, поэтому они активнее вступают в различные взаимодействия.Эра палладияВ оптимальных ВТСП электроны должны взаимодействовать друг с другом сильнее, чем в купратах, но слабее, чем в никелатах. Физики из Японии и Австрии указали на соединения палладия - палладаты.samolet.ruРЕКЛАМАУзнать больше"Палладий находится на одну строчку ниже никеля в таблице Менделеева, - приводятся в пресс-релизе слова руководителя исследования Карстен Хелд из Института физики твердого тела Венского технического университета. - У палладия в среднем электроны находятся несколько дальше от ядра атома и друг от друга, поэтому электронное взаимодействие между ними слабее".© ИнфографикаПо электронному взаимодействию палладаты занимают золотую середину между купратами и никелатамиУ палладатов идеальная электронная конфигурация для высокотемпературной сверхпроводимости. Построив модель с такими переменными параметрами, как сила взаимодействия электронов, коэффициент заполнения и дисперсия энергии импульса, исследователи определили зону сверхпроводимости в палладатах и наметили два соединения с самой высокой Тс, около 100 Кельвинов: RbSr2PdO3 и (Ba0.5La0.5)2PdO2Cl2.Авторы работы надеются, что их коллеги-экспериментаторы синтезируют эти материалы и проверят их свойства в лаборатории."Результаты вычислений многообещающие, - отмечает профессор Хелд. - Если появится новый класс сверхпроводников, это продвинет вперед все исследования и позволит лучше понять сверхпроводимость в целом".Для России, располагающей крупнейшими в мире запасами палладия, это хорошая новость. Месторождения находятся в Норильском районе и на Кольском полуострове.Главная сфера применения палладия - в каталитических нейтрализаторах двигателей внутреннего сгорания автомобилей. Этот металл используют также в электронике, медицине, химической промышленности, при изготовлении ювелирных изделий. Благодаря ВТСП на основе палладатов спрос на него может резко вырасти."Это сформирует фактически новую сферу потребления палладия объемом до 100 тонн в год, - отмечает промышленный эксперт, кандидат экономических наук Леонид Хазанов. - Россия способна занять 20-30% мирового рынка ВТСП".Трудность в том, что палладий очень редкий и дорогой. Цена - две тысячи долларов за унцию (около 31 грамма) и добыча - не миллионы тонн, как у меди и никеля, а 250 в год.
(https://ria.ru/20230606/p...)
Комментарии (0)