Ikke bare for drivstoff Anymore: Hydrocarboner kan superconduct, også


Superledningsevne er en av de nesten magiske egenskapene som synes å utfordre all intuisjon for hvordan den fysiske verden burde fungere. I en superleder strømmer elektriske strømmer uten motstand - en elektron passerer uhindret gjennom materialet som en torpedo gjennom noe friksjonsfritt hav. Etter å ha oppdaget fenomenet i 1911 viste den nederlandske fysikeren Heike Kamerlingh Onnes at en elektrisk strøm i en lukket superledende loop av kvikksølv ville fortsette å strømme lenge etter at drivpotensialet ble fjernet. han de

Superledningsevne er en av de nesten magiske egenskapene som synes å utfordre all intuisjon for hvordan den fysiske verden burde fungere. I en superleder strømmer elektriske strømmer uten motstand - en elektron passerer uhindret gjennom materialet som en torpedo gjennom noe friksjonsfritt hav. Etter å ha oppdaget fenomenet i 1911 viste den nederlandske fysikeren Heike Kamerlingh Onnes at en elektrisk strøm i en lukket superledende loop av kvikksølv ville fortsette å strømme lenge etter at drivpotensialet ble fjernet. han demonstrerte sin oppdagelse ved å bære en så vedvarende strøm fra Nederland til England.
Siden da har fysikere oppdaget superledere basert på andre metaller og jevn keramikk. Den siste inngangen er en rotfestet i et hydrokarbon, som superkonstruerer ved en relativt høy temperatur sammenlignet med elementære metaller.
Funnet kommer fra et team av japanske forskere, som rapporterer i Nature's 4 mars-utgave at hydrokarbonmolekylen picene, vanligvis en halvleder, blir en potensiell superleder når den blandes med et alkalimetall som kalium eller rubidium. (er en del av Nature Publishing Group.) Og når pikeen (C 22 H 14 ) er dopet med kalium, overstyrer den seg på en relativt elendig 18 kelviner (-255 grader C). Selv om overgangstemperaturen ligger langt under det for supraledere basert på keramiske kobberoksyder, hvor elektrisitet kan strømme uten motstand ved rundt 160 kelvins, eller -113 grader C, kan funnene føre til utvikling av nye superledere med høy tetthet organisk kjemi.
Yoshihiro Kubozono, professor i solid state kjemi og fysikk ved Okayama University i Japan og en studie medforfatter, sier at picene er det første eksemplet på et superledende hydrokarbon. (Forskere har hatt en lignende suksess som koaksialiserer strengt karbonbaserte forbindelser til superkondukt, for eksempel ved doping fullerene C 60 med kalium.) Hydrokarboner er bedre kjent for deres brennbarhet enn deres elektriske egenskaper: Bensin er en blanding av hydrokarboner, inkludert den kjente oktan (C8H18); Naturgassen som oppvarmer omtrent halvparten av amerikanske boliger er for det meste metan (CH 4 ).
Picen forekommer naturlig i kultjære og finnes i rester fra petroleumraffinering, men Kubozono og hans kolleger syntetiserte forbindelsen for den nye studien. Picenmolekylet er flatt, og det danner krystaller som omfatter stablede lag. Tilberedning av forbindelsen i noen dager med et alkalimetall som kalium introduserte metallatomer mellom hydrokarbonlagene, noe som forbedret konduktiviteten i planene parallelt med picenplaten.
Kubozono sier at han og hans kolleger er nå dopingpikene med andre metaller. I den nye studien rapporterer gruppen om å prøve natrium og cesium, i tillegg til kalium og rubidium, for ytterligere å øke materialets supraledningstemperatur. De eksperimenterer også med andre hydrokarboner for å se hvilke som kan overføre, sier Kubozono.
Brian Maple, fysiker ved University of California, San Diego, sier forskningen er et oppmuntrende skritt i å utvide riket av superledningsevne, særlig i høy temperaturregimet. "Dette er bare et annet eksempel på hvordan utbredt superledningsevne er blant et bredt spekter av materialer hvis du kan gjøre dem til metaller, " sier han. "Globalt tror jeg at dette bare viser at man bør være veldig optimistisk om å finne superledere med høyere overgangstemperaturer ved å se på retninger som hittil ville trodde, ikke ville være veldig lovende."