Ученые сообщают о новом поколении сверхпроводников, основанных на соединениях палладия. Эти сверхпроводники имеют огромное значение для высокотехнологичных отраслей, и Россия в этом отношении находится в выгодном положении.
В стране находится большая часть мировых запасов этого редкого и дорогостоящего металла, а также почти половина его глобальной добычи.
Появление сверхпроводников с нулевым электрическим сопротивлением было открытием голландского физика Камерлинг-Оннеса в 1911 году. Он обнаружил, что сопротивление твердой ртути при охлаждении в жидком гелии до очень низкой температуры падает до нуля. Это был первый официально зафиксированный случай сверхпроводимости. В последующие годы было обнаружено еще несколько сверхпроводников с экстремально низкой температурой перехода (Тс), приближенной к абсолютному нулю.
В 1986 году сотрудники научного подразделения корпорации IBM Карл Мюллер и Георг Беднорц открыли материал, имеющий Тс в 30 Кельвинах — это был купрат лантана и бария. За это открытие ученым была присуждена Нобелевская премия по физике.
Исследователи обнаружили, что у палладатов существует идеальная электронная конфигурация для высокотемпературной сверхпроводимости. Они построили модель с учетом различных переменных параметров, таких как сила взаимодействия электронов, коэффициент заполнения и дисперсия энергии импульса, и определили зону сверхпроводимости в палладатах. Кроме того, они выделили два соединения с самой высокой Тс, около 100 Кельвинов: RbSr2PdO3 и (Ba0.5La0.5)2PdO2Cl2. Исследователи надеются, что их коллеги-экспериментаторы смогут синтезировать эти материалы и проверить их свойства в лабораторных условиях.
Профессор Хелд отмечает, что полученные результаты вычислений являются многообещающими. Появление нового класса сверхпроводников с высокой температурой сверхпроводимости будет способствовать развитию исследований в этой области и позволит лучше понять саму природу сверхпроводимости.
Это хорошая новость для России, которая располагает крупнейшими в мире запасами палладия. Месторождения находятся в Норильском районе и на Кольском полуострове. Главная сфера применения палладия — в каталитических нейтрализаторах двигателей внутреннего сгорания автомобилей.
Кроме того, этот металл находит применение в электронике, медицине, химической промышленности и в производстве ювелирных изделий. В случае создания сверхпроводников на основе палладатов, спрос на палладий может резко возрасти. Это откроет новую сферу потребления палладия объемом до 100 тонн в год, и Россия, обладая крупными запасами этого металла, сможет занять значительную долю на мировом рынке сверхпроводников.
Однако следует отметить, что палладий является редким и дорогостоящим металлом. Его цена составляет около двух тысяч долларов за унцию (примерно 31 грамм), а годовая добыча составляет всего 250 тонн, в отличие от меди и никеля, которые добываются миллионами тонн.
