भौतिक विज्ञानी कमरे के तापमान की अतिचालकता की दौड़ में आगे बढ़ रहे हैं

यूएनएलवी की नेवादा एक्सट्रीम कंडीशंस लेबोरेटरी (एनईएक्ससीएल) के भौतिकविदों की एक टीम ने कमरे के तापमान पर सुपरकंडक्टिंग में सक्षम सामग्री की निगरानी के लिए आवश्यक दबाव को कम करने के लिए अपने शोध में मैसी एविल सेल, एक इमेज के समान एक शोध उपकरण का उपयोग किया। क्रेडिट: नेक्सक्ल की छवि सौजन्य

दो साल से भी कम समय में, विज्ञान की दुनिया कमरे के तापमान पर सुपरकंडक्टिंग करने में सक्षम सामग्री की खोज से हैरान थी। अब, नेवादा लास वेगास विश्वविद्यालय (यूएनएलवी) में भौतिकविदों की एक टीम ने इस उपलब्धि को अब तक के सबसे कम दबाव में पुन: प्रस्तुत करके एक बार फिर से आगे बढ़ गए हैं।

स्पष्ट होने के लिए, इसका मतलब है कि विज्ञान पहले से कहीं अधिक प्रयोग करने योग्य, दोहराने योग्य सामग्री के करीब है जो एक दिन क्रांति कर सकता है कि ऊर्जा कैसे पहुंचाई जाती है।

इसने 2020 में खोज कर अंतरराष्ट्रीय सुर्खियां बटोरीं पहली बार कमरे का तापमान अतिचालकता यूएनएलवी भौतिक विज्ञानी अशकन सलामत और रोचेस्टर विश्वविद्यालय में एक भौतिक विज्ञानी सहयोगी रांजा डायस द्वारा लिखित। इस उपलब्धि को हासिल करने के लिए, वैज्ञानिकों ने कार्बन, सल्फर और हाइड्रोजन के एक रासायनिक मिश्रण को पहले धात्विक अवस्था में बनाया, और फिर अत्यधिक उच्च दबाव – 267 गीगापास्कल – का उपयोग करके कमरे के तापमान पर एक सुपरकंडक्टिंग अवस्था में – ऐसी स्थितियाँ जो आप केवल प्रकृति में केंद्र के पास पाते हैं। पृथ्वी।

दो साल से भी कम समय की गति से आगे बढ़ते हुए, शोधकर्ता अब केवल 91 गीगापास्कल पर उपलब्धि को पूरा करने में सक्षम हैं – शुरू में रिपोर्ट किए गए दबाव का लगभग एक तिहाई। नए निष्कर्ष जर्नल में एक अग्रिम लेख के रूप में प्रकाशित किए गए थे रासायनिक संचार इस महीने.

सुपर डिस्कवरी

मूल सफलता में प्रयुक्त कार्बन, सल्फर और हाइड्रोजन संरचना की विस्तृत ट्यूनिंग द्वारा, शोधकर्ता अब कम दबाव में एक सामग्री का उत्पादन करने में सक्षम हैं जो सुपरकंडक्टिविटी की स्थिति को बनाए रखता है।

“ये एक स्तर पर दबाव हैं जिन्हें प्रयोगशाला के बाहर समझना और आकलन करना मुश्किल है, लेकिन हमारे वर्तमान पाठ्यक्रम से पता चलता है कि लगातार कम दबाव पर अपेक्षाकृत उच्च चालन तापमान प्राप्त करना संभव है – और यह हमारा अंतिम लक्ष्य है,” अध्ययन नेतृत्व ने कहा लेखक ग्रेगरी अलेक्जेंडर स्मिथ। यूएनएलवी के साथ स्नातकोत्तर छात्र शोधकर्ता नेवादा में चरम स्थिति प्रयोगशाला (नेक्सेल)। “अंत में, यदि हम उपकरणों को समाज की जरूरतों के लिए उपयोगी बनाना चाहते हैं, तो हमें उन्हें बनाने के लिए आवश्यक दबाव को कम करना होगा।”

हालांकि दबाव अभी भी बहुत अधिक है – प्रशांत महासागर में मारियाना ट्रेंच के तल पर आप जो अनुभव कर सकते हैं, उससे लगभग एक हजार गुना अधिक – वे शून्य के करीब पहुंचने वाले लक्ष्य की ओर दौड़ना जारी रखते हैं। यह UNLV में एक भाप से भरी दौड़ है क्योंकि शोधकर्ता कार्बन, सल्फर और हाइड्रोजन के बीच रासायनिक संबंधों की बेहतर समझ हासिल करते हैं जो सामग्री बनाता है।

सलामत ने कहा, “कार्बन और सल्फर के बीच संबंधों के बारे में हमारा ज्ञान तेजी से आगे बढ़ रहा है, और हम ऐसे अनुपात ढूंढ रहे हैं जो शुरू में देखी गई तुलना में काफी अलग और अधिक कुशल प्रतिक्रियाएं पैदा करते हैं, ” सलामत ने कहा, जो यूएनएलवी में एनईएक्ससीएल को निर्देशित करता है और नवीनतम अध्ययन में योगदान देता है। “इस तरह की विभिन्न घटनाओं को एक समान प्रणाली में देखना केवल प्रकृति माँ की समृद्धि को दर्शाता है। समझने के लिए बहुत कुछ है, और प्रत्येक नई प्रगति हमें रोजमर्रा के सुपरकंडक्टिंग उपकरणों के कगार पर लाती है।”

ऊर्जा दक्षता का पवित्र कंघी बनानेवाले की रेती

सुपरकंडक्टिविटी एक आकर्षक घटना है जिसे पहली बार एक सदी पहले देखा गया था, लेकिन केवल काफी कम तापमान पर व्यावहारिक अनुप्रयोग के किसी भी विचार को खारिज कर दिया गया है। 1960 के दशक में ही वैज्ञानिकों ने अनुमान लगाया था कि यह उपलब्धि और भी अधिक तापमान पर संभव हो सकती है। सलामत और एक कमरे के तापमान वाले सुपरकंडक्टर के सहयोगियों द्वारा 2020 की खोज ने विज्ञान की दुनिया को कुछ हद तक उत्साहित किया क्योंकि प्रौद्योगिकी प्रतिरोध के बिना विद्युत प्रवाह का समर्थन करती है, जिसका अर्थ है कि विद्युत सर्किट से गुजरने वाली शक्ति को असीम रूप से और बिना ऊर्जा हानि के संचालित किया जा सकता है। बेहतर सेल फोन बैटरी से लेकर अधिक कुशल पावर ग्रिड तक हर चीज का समर्थन करते हुए, ऊर्जा भंडारण और संचरण के लिए इसका प्रमुख प्रभाव हो सकता है।

सलामत ने कहा, “वैश्विक ऊर्जा संकट धीमा होने का कोई संकेत नहीं दिखा रहा है, और वर्तमान तकनीक की अक्षमता के कारण अमेरिकी पावर ग्रिड को सालाना लगभग 30 अरब डॉलर का नुकसान होने के कारण लागत बढ़ रही है।” “सामाजिक परिवर्तन के लिए, हमें प्रौद्योगिकी के साथ नेतृत्व करने की आवश्यकता है, और आज जो काम हो रहा है, वह कल के समाधानों में सबसे आगे है।”

सलामत के अनुसार, सुपरकंडक्टर्स के गुण नई पीढ़ी की सामग्रियों का समर्थन कर सकते हैं जो मूल रूप से संयुक्त राज्य अमेरिका और उसके बाहर ऊर्जा बुनियादी ढांचे को बदल सकते हैं।

“कल्पना कीजिए कि नेवादा में ऊर्जा का दोहन किया जा रहा है और बिना किसी ऊर्जा हानि के इसे पूरे देश में भेजा जा रहा है,” उन्होंने कहा। “यह तकनीक एक दिन इसे संभव बना सकती है।”

संदर्भ: “कार्बन सामग्री कार्बन-सल्फर हाइड्राइड में 100 GPa से नीचे उच्च तापमान सुपरकंडक्टिविटी बढ़ाती है” जे अलेक्जेंडर स्मिथ, इन्स ई। कोलिंग्स, इलियट स्नाइडर, डीन स्मिथ, सिल्वेन पेटीगेरार्ड और जेसी एस। एलिसन, कीथ एफ। लॉलर, रांजा बी। डायस और अशकन सलामत, 7 जुलाई 2022, यहां उपलब्ध है। रासायनिक संचार.
डीओआई: 10.1039 / D2CC03170A

स्मिथ, प्रमुख लेखक, सलामत की प्रयोगशाला में UNLV के पूर्व शोधकर्ता हैं और NEXCL के साथ रसायन विज्ञान और अनुसंधान में वर्तमान पीएचडी छात्र हैं। अतिरिक्त अध्ययन लेखकों में सलामत, डीन स्मिथ, पॉल एलिसन, मेलानी व्हाइट और यूएनएलवी के कीथ लॉलर शामिल हैं; रोचेस्टर विश्वविद्यालय के रंगा डायस, इलियट स्नाइडर और एलिस जोन्स; सामग्री विज्ञान और प्रौद्योगिकी के लिए स्विस संघीय प्रयोगशालाओं के साथ इनेस ई. कोलिंग, ईटीएच ज्यूरिख के साथ सिल्वेन पेटीगेरार्ड; और जेसी एस। Argonne राष्ट्रीय प्रयोगशाला के स्मिथ।