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Jul 13, 2023

Des chercheurs de l'Université japonaise de Tokai ont découvert un supraconducteur à température ambiante avec une température critique proche du point de fusion de l'étain

Des chercheurs de l'Université de Tokai ont créé des matériaux obtenus en apportant

Des chercheurs de l'université de Tokai ont créé des matériaux obtenus en mettant en contact des n-alcanes avec du graphite, capables de conduire l'électricité sans pratiquement aucune perte d'énergie à température ambiante. Ils rapportent que le saut soudain de résistance montrant une transition de phase est observé dans les matériaux pendant le chauffage par une mesure de résistance à deux sondes. Les températures critiques mesurées des matériaux constitués de fibres de graphite à base de brai et de n-alcanes ayant 7 à 16 atomes de carbone vont de 363,08 à 504,24 K (231 Celsius) et les largeurs de transition vont de 0,15 à 3,01 K. Elles démontrent également que les supraconducteurs avec des températures critiques au-delà de 504 K (231 Celsius) sont obtenus par des alcanes avec 16 atomes de carbone ou plus.

Points de fusion en Celsius

En 1986, un supraconducteur en cuprate (système Ba-La-Cu-O) ayant une température critique qui dépasse la limite BCS (~30 K) a été découvert, puis un supraconducteur en cuprate (système Y-Ba-Cu-O) avec une température critique supérieure à 77 K a été découverte. De plus, un cuprate à base de Hg avec une température critique de 133 K a été trouvé. Le 133 K est toujours la température critique la plus élevée des supraconducteurs conventionnels sous pression atmosphérique

Ils ont trouvé un possible matériau supraconducteur à température ambiante obtenu en mettant en contact des alcanes avec les matériaux en graphite. Nous avons montré que le courant annulaire dans un récipient en forme d'anneau dans lequel de minces flocons de graphite imbibés de n-octane étaient comprimés ne se désintégrait pas pendant 50 jours à température ambiante, ce qui suggère que le matériau est capable de conduire l'électricité sans perte d'énergie à température ambiante.

Mais les températures critiques de ces matériaux n'ont pas été mesurées. Par conséquent, dans cette étude, ils tentent de mesurer la température critique du supraconducteur à température ambiante obtenu en mettant en contact un alcane avec un matériau en graphite. Cependant, le matériau à mesurer précité étant un matériau inhomogène, la méthode à quatre sondes ne peut s'appliquer à sa mesure de résistance. La raison en est qu'il est possible que le chemin du courant de mesure ne passe pas nécessairement par une borne de mesure de tension dans des matériaux non homogènes et donc même si la différence de potentiel entre les deux bornes de mesure de tension devient nulle, cela ne signifie pas nécessairement que le la résistance devient nulle.

Ainsi, la mesure de la résistance à l'aide de la méthode à quatre sondes pour les matériaux non homogènes provoque un malentendu. Le passage de l'état normal à l'état supraconducteur ou de l'état supraconducteur à l'état conducteur normal s'accompagne d'un changement brusque de résistance. Bien que le résultat obtenu par la mesure de résistance à l'aide de la méthode à deux sondes comprenne une résistance de contact, un saut soudain de résistance à une température critique peut être discriminé par la méthode à deux sondes.

Il a été confirmé que le mélange obtenu par mise en contact de l'alcane avec le matériau graphite présente une résistance quasi nulle à température ambiante. Si le mélange obtenu en mettant l'alcane en contact avec le matériau en graphite est progressivement chauffé à partir de la température ambiante, lorsqu'il atteint la température critique, la résistance du mélange sautera soudainement. Dans cette étude, les températures critiques de mélanges constitués de matériaux en graphite et d'alcanes sont mesurées par la méthode à deux sondes.

Dans cette recherche, une fibre de graphite à base de brai a été utilisée comme matériau de graphite. L'échantillon pour la mesure de la température critique a été préparé en plaçant la fibre de graphite dans un tube en polytétrafluoroéthylène (PTFE), puis en injectant de l'alcane dans le tube avec une seringue. Étant donné que la fibre de graphite à base de brai est cassante, la fibre est parfois brisée en morceaux lors de son emballage dans le tube PTFE. Par conséquent, la résistance des fibres de graphite à base de brai garnies avant l'injection d'alcane dans le tube PTFE présente une large gamme de valeurs.

Ils ont observé une forte augmentation de la résistance du mélange de fibres de graphite et d'alcanes inséré dans le tube PTFE lors de leur chauffage, en utilisant les mesures de résistance à deux sondes. Cette observation montre qu'une transition de phase de l'état supraconducteur à l'état conducteur normal s'est produite dans le mélange de fibres de graphite et de n-alcane. En d'autres termes, cela indique que le mélange de fibres de graphite et de n-alcane emballé dans le tube PTFE reste supraconducteur jusqu'à ce que sa résistance augmente rapidement, et la température à laquelle la résistance augmente soudainement est la température critique. Ils ont remarqué que lorsque les fibres de graphite à base de brai sont emballées dans le tube PTFE, elles peuvent être brisées en morceaux selon la façon dont elles sont emballées dans le tube. Plus la rupture des fibres de graphite est fine, plus la résistance de l'échantillon est grande avant d'injecter l'alcane dans le tube PTFE garni de la fibre de graphite. À partir de la relation entre la quantité de changement de résistance à la transition de phase et la température critique, ils ont découvert que la température critique diminue à mesure que la fibre est finement divisée. C'est-à-dire que la température critique diminue lorsque le rapport de la surface plane basale à la surface plane de bord diminue. Ce fait suggère que le plan basal joue un rôle important dans la supraconductivité. De plus, nous avons trouvé que plus le nombre de carbones de l'alcane est élevé, c'est-à-dire plus le point d'ébullition de l'alcane est élevé, plus la température critique est élevée. Ils ont démontré que des supraconducteurs ayant des températures critiques dépassant 500 K peuvent être obtenus en utilisant des n-alcanes ayant 16 atomes de carbone ou plus.

Brian Wang est un leader d'opinion futuriste et un blogueur scientifique populaire avec 1 million de lecteurs par mois. Son blog Nextbigfuture.com est classé #1 Science News Blog. Il couvre de nombreuses technologies et tendances perturbatrices, notamment l'espace, la robotique, l'intelligence artificielle, la médecine, la biotechnologie anti-âge et la nanotechnologie.

Connu pour identifier les technologies de pointe, il est actuellement co-fondateur d'une startup et collecteur de fonds pour les entreprises en démarrage à fort potentiel. Il est responsable de la recherche pour les allocations pour les investissements dans les technologies profondes et investisseur providentiel chez Space Angels.

Conférencier fréquent dans les entreprises, il a été conférencier TEDx, conférencier de la Singularity University et invité à de nombreuses interviews pour la radio et les podcasts. Il est ouvert aux prises de parole en public et aux missions de conseil.