Każdy nowy nadprzewodnik to krok w kierunku znalezienia materiału, który zastosowany w praktyce może przyczynić się m.in. do większej ochrony środowiska i niższych rachunków za prąd. Dwa nowe związki nieorganiczne wykazujące niekonwencjonalne nadprzewodnictwo odkryli prof. Tomasz Klimczuk i doktorantka mgr inż. Karolina Górnicka z Wydziału Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej oraz Centrum Materiałów Przyszłości Politechniki Gdańskiej.
Po blisko dwóch latach interdyscyplinarnych badań, realizowanych w ramach grantów NCN Opus i Harmonia, polsko-amerykański zespół naukowców odkrył materiały, które wykazują niekonwencjonalne nadprzewodnictwo.
- Odkryte przez nasz zespół nadprzewodniki występują w nowym typie struktury krystalicznej, który nie był wcześniej opisany w literaturze. Dotychczas poszukiwano nadprzewodników w strukturach o wysokiej symetrii, a tu mamy do czynienia ze strukturą jednoskośną i niecentrosymetryczną. "Gryzie się" to z przewidywaniami teorii opisującej nadprzewodnictwo, według której środek symetrii w strukturze krystalicznej musi istnieć - tłumaczy prof. dr hab. inż. Tomasz Klimczuk. - Co więcej, przy jednoczesnym braku środka symetrii i silnym sprzężeniu spin-orbita możemy spodziewać się występowania "egzotycznego" nadprzewodnictwa. Tak właśnie jest w przypadku NbIr2B2 i TaIr2B2. Wyznaczone przez nas pole krytyczne, a więc pole magnetyczne, które wygasza nadprzewodnictwo, przekracza pole graniczne, które jest określone przez tzw. limit Pauliego.
Jak dodaje mgr inż. Karolina Górnicka, pomysłodawczyni projektu, autorka metody syntezy i pomiaru właściwości fizycznych, nadprzewodniki bez środka symetrii co prawda istnieją, ale jest ich zaledwie kilkadziesiąt przy ogólnej liczbie kilku tysięcy nadprzewodników.
Publikacja w prestiżowym czasopiśmie
Wyniki badań, których współautorami są naukowcy z Akademii Górniczo-Hutniczej, Uniwersytetu Princeton i Uniwersytetu Rutgersa (USA), zostały opublikowane w czasopiśmie Advanced Functional Materials (IF = 16,84).
Badania realizowane m.in. na Politechnice Gdańskiej miały charakter badań podstawowych. W artykule wskazano na konieczność przeprowadzenia dalszych prac badawczych, w tym m.in. spektroskopii mionów. Zgłaszają się już pierwsi naukowcy zainteresowani kontynuacją badań związanych z tym odkryciem.
- Mieliśmy już kilka próśb o próbki do przeprowadzenia dodatkowych badań ze Szwajcarii, Wielkiej Brytanii, Stanów Zjednoczonych - mówi mgr inż. Karolina Górnicka.
Gdzie odkrycie "egzotycznych" nadprzewodników może znaleźć zastosowanie w przyszłości?
- Każdy nowy nadprzewodnik zbliża nas do znalezienia materiału, który nie tylko będzie nadprzewodził w temperaturach bliskich temperaturze pokojowej, ale również będzie mógł być zastosowany w praktyce. We wszystkich przewodach, w których płynie prąd elektryczny, występują straty wynikające z tego, że mamy do czynienia z oporem elektrycznym. W nadprzewodnikach opór elektryczny jest całkowicie niemierzalny. Można powiedzieć, że jest zerowy i stąd bierze się nazwa tej klasy materiałów. Jeżeli zamienilibyśmy przewody elektryczne, które docierają z elektrowni do naszych domów, na przewody wykonane z nadprzewodników, uzyskalibyśmy od 5 do 10 proc. utraconej energii. Nie tylko środowisko naturalne byłoby z tej zamiany zadowolone. Tyle też mniej płacilibyśmy za nasze rachunki - tłumaczy prof. Klimczuk. - Ponadto nadprzewodniki już dzisiaj stosowane są w systemach do obrazowania magnetycznego MRI (rezonans magnetyczny) wykorzystywanych w szpitalach.
Dodajmy, że grupa badawcza pod kierunkiem prof. Klimczuka (m.in. laureata programów Fundacji na rzecz Nauki Polskiej) odkryła dotychczas zjawisko nadprzewodnictwa w dziewięciu związkach chemicznych, w tym sześć nadprzewodników w ramach badań prowadzonych na Politechnice Gdańskiej (Zakład silnie skorelowanych układów elektronowych).
Fot. Dawid Linkowski
Międzynarodowa współpraca
W skład zespołu badawczego wchodzili: prof. Tomasz Klimczuk, mgr inż. Karolina Górnicka (Politechnika Gdańska), dr hab. inż. Bartłomiej Wiendlocha, prof. AGH (Akademia Górniczo-Hutnicza), dr Loi T. Nguyen, dr Xin Gui i prof. Robert Cava (Uniwersytet Princeton), prof. Weiwei Xie (Uniwersytet Rutgersa).
Naukowcy z Politechniki Gdańskiej podkreślają wagę interdyscyplinarnej, międzynarodowej współpracy fizyków, chemików i krystalografów przy tym i innych projektach związanych z poszukiwaniem nowych materiałów. Zespół badawczy z PG specjalizuje się m.in. w czasochłonnych pomiarach ciepła właściwego. Do laboratorium w Centrum Nanotechnologii trafiają m.in. próbki z Uniwersytetu Princeton, Uniwersytetu Rutgersa, Uniwersytetu w Zurychu.
Portal trojmiasto.pl nie ponosi odpowiedzialności za treść opinii. 
){kind=link}
){kind=link}
){kind=link}