11 de abril de 2018
11.04.2018

Se comprueba la conexión entre superconductividad y tabla periódica

Es un fenómeno de resistencia eléctrica cero en ciertos materiales a temperaturas superiores a -196 grados Celsius

11.04.2018 | 19:22

Científicos han descubierto un vínculo entre superconductividad -la desaparición de la resistencia eléctrica en metales, cuando su temperatura desciende por debajo de cierto límite- y tabla periódica.

Investigadores del Instituto de Física y Tecnología de Moscú y Skoltech han demostrado la superconductividad a alta temperatura de los hidruros de actinio y descubrieron un principio general para calcular la superconductividad de los hidruros basándose únicamente en la tabla periódica. Los resultados de su estudio fueron publicados en el Journal of Physical Chemistry Letters.

La superconductividad a alta temperatura es un fenómeno de resistencia eléctrica cero en ciertos materiales a temperaturas superiores a -196 grados Celsius (la temperatura del nitrógeno líquido). Los superconductores a temperatura ambiente abren perspectivas para la industria de la energía, el transporte y otros sectores impulsados por la tecnología.

Actualmente, el poseedor del registro en superconductividad a alta temperatura es el sulfuro de hidrógeno (H3S), que funciona como un superconductor a 1,5 millones de atmósferas y una temperatura de -70 grados C. Tales niveles de presión solo pueden alcanzarse en un ambiente de laboratorio, y la temperatura está muy por debajo de la temperatura ambiente, por lo que continúa la búsqueda de nuevos superconductores. Tal vez se pueda lograr una superconductividad incluso a mayor temperatura en los compuestos de metal-hidrógeno. Sin embargo, el vínculo entre la composición química y la superconductividad no estaba claro, lo que dejó a los científicos a resolver por ensayo y error.

En el nuevo estudio, un grupo de químicos dirigido por Artem R. Oganov, profesor del Instituto de Física y Tecnología de Moscú y Skoltech, descubrió que ciertos elementos capaces de formar compuestos superconductores están dispuestos en un patrón específico en la tabla periódica.

Se estableció que la superconductividad a alta temperatura se desarrolla en sustancias que contienen átomos metálicos que se acercan a una nueva subcapa electrónica. Se supone que los átomos metálicos dentro del cristal se vuelven altamente sensibles a las posiciones de los átomos vecinos, lo que daría lugar a una fuerte interacción electrón-fonón, el efecto subyacente de la superconductividad convencional. En base a esta suposición, los científicos supusieron que la superconductividad a alta temperatura podría ocurrir en los hidruros de actinio. Su suposición fue verificada y confirmada: la superconductividad fue predicha para AcH16 a temperaturas de -69 a -22 grados Celsius a 1,5 millones de atmósferas.

"La sola idea de una conexión entre la superconductividad y la tabla periódica fue propuesta por primera vez por Dmitry Semenok, un estudiante de mi laboratorio. El principio que descubrió es muy simple y es realmente sorprendente que nadie lo haya abordado antes", dice Artem Oganov.

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