Estrutura cristalina do decahidreto de tório, ThH10. Crédito:Dmitry Semenok et al./Materials Today
Um grupo de cientistas liderado por Artem Oganov de Skoltech e o Instituto de Física e Tecnologia de Moscou, e Ivan Troyan, do Instituto de Cristalografia de RAS, conseguiu sintetizar o decahidreto de tório (ThH 10 ), um novo material supercondutor com a temperatura crítica muito alta de 161 kelvins. Os resultados de seu estudo, apoiado por uma bolsa da Russian Science Foundation, foram publicados no jornal Materiais Hoje .
Uma propriedade verdadeiramente notável dos materiais quânticos, supercondutividade é a perda completa de resistência elétrica sob condições bastante específicas, e às vezes muito duro, condições. Apesar do enorme potencial para computadores quânticos e detectores de alta sensibilidade, a aplicação de supercondutores é dificultada pelo fato de que suas valiosas propriedades normalmente se manifestam em temperaturas muito baixas ou pressões extremamente altas.
Até recentemente, a lista de supercondutores era encimada por um cuprato contendo mercúrio, que se torna supercondutor em 135 kelvins, ou -138 graus Celsius. Este ano, decahidreto de lantânio, LaH 10 , estabeleceu um novo recorde de -13 C, que está muito próxima da temperatura ambiente. Infelizmente, esse supercondutor requer pressões que se aproximam de 2 milhões de atmosferas, que dificilmente pode ser mantido em aplicações da vida real. Os cientistas, portanto, continuam sua busca por um supercondutor que retenha suas propriedades nas condições padrão.
Em 2018, Alexander Kvashnin, um pesquisador do laboratório de Oganov, previu um novo material - polidrido de tório, ou ThH 10 - com uma temperatura crítica de -32 C, estável sob 1 milhão de atmosferas. Em um estudo recente, pesquisadores da Skoltech, MIPT, o Instituto de Cristalografia e o Instituto de Física Lebedev da Academia Russa de Ciências (RAS) obtiveram ThH 10 e estudou suas propriedades de transporte e supercondutividade.
As descobertas da equipe corroboraram as previsões teóricas, provando que ThH 10 existe a pressões acima de 0,85 milhões de atmosferas e exibe uma incrível supercondutividade em alta temperatura. Os cientistas só puderam determinar a temperatura crítica em 0,7 milhão de atmosferas e descobriram que era -112 C, o que é consistente com a previsão teórica para esse valor de pressão. Isso faz com que ThH 10 um dos supercondutores de alta temperatura recordes.
"Teoria moderna, e em particular, o método USPEX desenvolvido por mim e meus alunos, mais uma vez exibiu seu incrível poder preditivo, "disse Skoltech e o professor Artem Oganov do MIPT, que co-dirigiu o estudo. "ThH 10 ultrapassa os limites da química clássica e possui propriedades únicas que foram previstas teoricamente e recentemente confirmadas por experimentos. Mais notavelmente, os resultados experimentais obtidos pelo laboratório de Ivan Troyan são de altíssima qualidade. "
"Descobrimos que a supercondutividade prevista em teoria existe a -112 C e 0,7 milhões de atmosferas, ", acrescentou o co-diretor do estudo, Ivan Troyan." Dada a forte consistência entre teoria e experimento, seria interessante verificar se ThH 10 mostrará supercondutividade em até −30 C, −40 C e pressões mais baixas conforme previsto. "
"O hidreto de tório é apenas um dos elementos em uma classe grande e de rápido crescimento de supercondutores de hidreto, "disse o primeiro autor do estudo, Skoltech Ph.D. aluno Dmitry Semenok. "Acredito que nos próximos anos, a supercondutividade de hidreto se expandirá além da faixa criogênica para encontrar aplicação no projeto de dispositivos eletrônicos. "
