p Crédito: Angewandte Chemie International Edition
p Fios supercondutores podem transportar eletricidade sem perdas. Isso permitiria uma menor produção de energia, reduzindo custos e gases de efeito estufa. Infelizmente, resfriamento extensivo atrapalha, porque os supercondutores existentes só perdem sua resistência em temperaturas extremamente baixas. No jornal
Angewandte Chemie , cientista agora apresentou novas descobertas sobre o sulfeto de hidrogênio no H
3 Forma S, e seu análogo de deutério D
3 S, que se tornam supercondutores nas temperaturas relativamente altas de -77 e -107 ° C, respectivamente. p Isso é verdade mesmo em comparação com os atuais favoritos, cerâmicas contendo cobre com temperaturas de transição que começam em cerca de -135 ° C. Apesar da extensa pesquisa em sistemas de enxofre / hidrogênio, muitas questões importantes permanecem. Mais importante, sulfeto de hidrogênio supercondutor foi anteriormente produzido a partir de sulfeto de hidrogênio "normal", H
2 S, que foi convertido em um estado semelhante a metal com uma composição de H
3 S sob pressões de cerca de 150 GPa (1,5 milhões de bar). Essas amostras foram inevitavelmente contaminadas por impurezas sem hidrogênio que podem distorcer os resultados experimentais. Para evitar isso, pesquisadores liderados por Vasily S. Minkov já produziram H estequiométrico
3 S aquecendo enxofre elementar diretamente com um excesso de hidrogênio (H
2 ) com um laser, sob pressão. Eles também produziram amostras feitas com deutério (D
2 ) - um isótopo de hidrogênio.
p A causa da temperatura de transição relativamente alta de H
3 S são seus átomos de hidrogênio, que ressoam com uma frequência especialmente alta dentro da rede cristalina. Como os átomos de deutério são mais pesados que o hidrogênio, eles ressoam mais lentamente, portanto, temperaturas de transição mais baixas eram esperadas para D
3 S. A equipe do Instituto Max-Planck de Química (Mainz, Alemanha), a Universidade de Chicago (EUA), e o Centro de Pesquisa Nuclear Soreq (Yavne, Israel) usou uma variedade de métodos analíticos para refinar os diagramas de fase para H
3 S e D
3 S em relação à pressão e temperatura, e para lançar luz adicional sobre suas propriedades supercondutoras.
p Em 111 a 132 GPa e 400 a 700 ° C, as sínteses produzidas não metálicas, estruturas de isolamento elétrico (fases Cccm) que não se tornam um metal quando resfriadas ou pressurizadas posteriormente. Eles contêm H
2 (ou D
2 ) unidades dentro da estrutura cristalina, que suprimem a supercondutividade. As estruturas supercondutoras desejadas, fases Im-3m cúbicas, foram obtidos por sínteses acima de 150 GPa entre 1200 e 1700 ° C. São metálicos e brilhantes com baixa resistência elétrica. De 148 a 170 GPa, amostras de Im-3m-H
3 S tinha temperaturas de transição em torno de -77 ° C. O D
3 Os análogos S tinham uma temperatura de transição de cerca de -107 ° C a 157 GPa, que é significativamente maior do que o esperado. A redução reversível da pressão leva a uma redução abrupta da temperatura de transição e à perda das propriedades metálicas. Isso é causado por distorções romboédricas na estrutura cristalina (fase R3m). O aquecimento sob pressão transforma irreversivelmente a fase R3m na fase Cccm. R3m é claramente uma fase intermediária metaestável que ocorre apenas durante a decomposição.
p No futuro, os pesquisadores esperam encontrar outros compostos ricos em hidrogênio que possam ser convertidos em metais sem altas pressões e se tornar supercondutores à temperatura ambiente.
