‘’Low
pressure, high stakes: Physicists make major gains in race for room-temperature
superconductivity
by Tony
Allen, University of Nevada, Las Vega
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‘’ Basse pression, gros
enjeux : les physiciens réalisent des gains majeurs dans la course à la
supraconductivité à température ambiante
par Tony Allen, Université du Nevada,
Las Vegas
Une équipe de physiciens du Nevada
Extreme Conditions Lab (NEXCL) de l'UNLV a utilisé une cellule à enclume en
diamant, un dispositif de recherche similaire à celui illustré, dans leurs
recherches pour abaisser la pression nécessaire pour observer un matériau
capable de supraconductivité à température ambiante. Crédit : NEXCL
Moins de deux ans après avoir choqué
le monde scientifique avec la découverte d'un matériau capable de
supraconductivité à température ambiante, une équipe de physiciens de l'UNLV a
encore une fois fait monter les enchères en reproduisant l'exploit à la
pression la plus basse jamais enregistrée.
En d'autres termes, la science est
plus proche que jamais d'un matériau utilisable et reproductible qui pourrait
un jour révolutionner la façon dont l'énergie est transportée. Le physicien de
l'UNLV Ashkan Salamat et son collègue Ranga Dias, un physicien de l'Université
de Rochester, ont fait la une des journaux internationaux en 2020 en signalant
pour la première fois la supraconductivité à température ambiante. Pour
réaliser l'exploit, les scientifiques ont synthétisé chimiquement un mélange de
carbone, de soufre et d'hydrogène d'abord dans un état métallique, puis encore
plus loin dans un état supraconducteur à température ambiante en utilisant une
pression extrême - 267 gigapascals - des conditions que vous ne trouverez que
dans la nature. près du centre de la Terre. Avance rapide moins de deux ans, et
l'équipe est maintenant en mesure de réaliser l'exploit à seulement 91 GPa,
soit environ un tiers de la pression initialement signalée. Les nouvelles
découvertes ont été publiées ce mois-ci sous la forme d'un article préliminaire
dans la revue Chemical Communications.
Une super découverte
Grâce à un réglage détaillé de la
composition du carbone, du soufre et de l'hydrogène utilisé dans la percée
originale, les scientifiques sont capables de produire un matériau à une
pression plus basse qui conserve son état de supraconductivité.
"Ce sont des pressions à un
niveau difficile à comprendre et à évaluer en dehors du laboratoire, mais notre
trajectoire actuelle montre qu'il est possible d'atteindre des températures
supraconductrices relativement élevées à des pressions constamment plus basses,
ce qui est notre objectif ultime", a déclaré l'auteur principal de
l'étude, Gregory Alexander Smith, un étudiant chercheur diplômé du Nevada
Extreme Conditions Laboratory (NEXCL) de l'UNLV. "En fin de compte, si
nous voulons rendre les appareils utiles aux besoins de la société, nous devons
réduire la pression nécessaire pour les créer."
Bien que les pressions soient
toujours élevées - environ mille fois plus élevées que celles que vous
ressentiriez au fond de la fosse des Mariannes de l'océan Pacifique - elles
continuent de se précipiter vers un objectif proche de zéro. C'est une course
qui prend de l'ampleur de façon exponentielle à l'UNLV à mesure que les scientifiques
acquièrent une meilleure compréhension de la relation chimique entre le
carbone, le soufre et l'hydrogène qui composent le matériau.
"Notre connaissance de la
relation entre le carbone et le soufre progresse rapidement, et nous trouvons
des ratios qui conduisent à des réponses remarquablement différentes et plus
efficaces que ce qui a été initialement observé", a déclaré Salamat, qui
dirige le NEXCL de l'UNLV et a contribué au dernier étude. "Observer des
phénomènes aussi différents dans un système similaire montre la richesse de
Mère Nature. Il y a tellement plus à comprendre, et chaque nouvelle avancée
nous rapproche du précipice des dispositifs supraconducteurs de tous les
jours."
Le Graal de l'efficacité énergétique
La supraconductivité est un phénomène
remarquable observé pour la première fois il y a plus d'un siècle, mais
seulement à des températures remarquablement basses qui ont devancé toute idée
d'application pratique. Ce n'est que dans les années 1960 que les scientifiques
ont émis l'hypothèse que l'exploit pourrait être possible à des températures
plus élevées. La découverte en 2020 par Salamat et ses collègues d'un supraconducteur
à température ambiante a enthousiasmé le monde scientifique en partie parce que
la technologie prend en charge le flux électrique avec une résistance nulle, ce
qui signifie que l'énergie traversant un circuit pourrait être conduite à
l'infini et sans perte de puissance. Cela pourrait avoir des implications
majeures pour le stockage et la transmission de l'énergie, prenant en charge
tout, de meilleures batteries de téléphones portables à un réseau énergétique
plus efficace.
"La crise énergétique mondiale
ne montre aucun signe de ralentissement et les coûts augmentent en partie à
cause d'un réseau énergétique américain qui perd environ 30 milliards de
dollars par an en raison de l'inefficacité de la technologie actuelle", a
déclaré Salamat. "Pour le changement sociétal, nous devons être à la
pointe de la technologie, et le travail qui se fait aujourd'hui est, je crois,
à la pointe des solutions de demain."
Selon Salamat, les propriétés des
supraconducteurs peuvent soutenir une nouvelle génération de matériaux qui
pourraient changer fondamentalement l'infrastructure énergétique des États-Unis
et au-delà.
"Imaginez exploiter l'énergie au
Nevada et l'envoyer à travers le pays sans aucune perte d'énergie", a-t-il
déclaré. "Cette
technologie pourrait un jour rendre cela possible
"COMMENTAIRES
Obtenir un matériau supraconducteur a temperature ambiante et à
pression atmosphérique c’est envoyer le
cuivre et l’aluminium a la poubelle si le prix de l’élaboration de ce matériau est bon marché
Par conséquent
l’enjeu industriel de la réssite de ce type de recherches peut être considéré comme collossal
Mais le physico chimiste a qui on ne livre que quelques infos ( C
+S+H) a le droit de rester méfiant et de s’interroger sur la stabilité de ce mystérieux matériau !!!
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