Los científicos han buscado diferentes formas de forzar el hidrógeno a un estado metálico durante décadas. Un estado metálico de hidrógeno es un santo grial para la ciencia de los materiales porque podría usarse para superconductores, materiales que no tienen resistencia al flujo de electrones, queaumenta la eficiencia de transferencia de electricidad muchas veces. Por primera vez, los investigadores, liderados por Viktor Struzhkin de Carnegie, han producido experimentalmente una nueva clase de materiales que mezclan hidrógeno con sodio que podría alterar el paisaje de superconductividad y podría usarse para el almacenamiento de celdas de combustible de hidrógeno.la investigación se publica en Comunicaciones de la naturaleza .
Se había predicho que ciertos compuestos ricos en hidrógeno que consisten en múltiples átomos de hidrógeno con los llamados metales alcalinos como litio, potasio o sodio, podrían proporcionar un nuevo medio químico para alterar la estructura electrónica del compuesto. Esto, a su vez, puedeliderar el camino a superconductores metálicos de alta temperatura.
"El desafío es la temperatura", explicó Struzhkin. "Los únicos superconductores que se han producido solo pueden existir a temperaturas prácticamente frías. En los últimos años, ha habido predicciones de compuestos con varios átomos de hidrógeno junto con metales alcalinos que podrían existira temperaturas más prácticas. Se teoriza que tienen propiedades únicas útiles para la superconductividad ".
Ahora, las predicciones han sido confirmadas. El equipo de Struzhkin incluyó a los investigadores de Carnegie, Duck Young Kim, Elissaios Stavrou, Takaki Muramatsu, Ho-Kwang Mao y Alexander Goncharov, con investigadores de otras instituciones. *
El equipo utilizó la teoría para guiar sus experimentos y midió las muestras usando un método que revela la estructura atómica difracción de rayos X y un método que identifica moléculas por características tales como sus vibraciones y rotaciones diminutas espectroscopía Raman., el material de sodio / hidrógeno sería estable bajo presión, tendría características metálicas y estructuras únicas, y mostraría propiedades superconductoras.
El equipo realizó experimentos de alta presión / alta temperatura. La materia en estas condiciones extremas puede transformarse en nuevas estructuras con nuevas propiedades. Exprimieron muestras de litio y sodio en una celda de yunque de diamante a enormes presiones mientras calentaban las muestras con un láser.A presiones entre 300,000 y 400,000 atmósferas 30-40 gigapascales, o GPa y temperaturas de aproximadamente 3100 ° F 2000 kelvin, observaron, por primera vez, estructuras de "polihidruros", sodio con 3 átomos de hidrógeno NaH3y NaH7 - sodio con siete átomos de hidrógeno - en configuraciones muy inusuales.Tres átomos de hidrógeno con carga negativa en el material NaH7 alineados y parecían cadenas de hidrógeno unidimensionales, que es una nueva fase que es muy diferente del hidrógeno puro.
"Esta configuración se predijo originalmente para existir en 1972, hace más de 40 años", comentó Duck Young Kim. "Resulta que nuestros experimentos están totalmente de acuerdo con la teoría, que predijo la existencia de NaH3. La ventaja esque también observamos el compuesto con siete átomos de hidrógeno ".
Struzhkin reflexionó: "Se necesita trabajar más para ver si los materiales de esta clase se pueden producir a temperaturas y presiones más bajas. Pero esta nueva clase de materia abre un mundo completamente nuevo de posibilidades".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Institución Carnegie para la Ciencia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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