Polski naukowiec wraz z amerykańskimi uczonymi będzie poszukiwać metod wytwarzania nadprzewodników, które zastąpiłyby materiały dotychczas stosowane m.in. w przewodach instalacyjnych.
Dr hab. inż. Tomasz Klimczuk z Wydziału Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej PG pokieruje międzynarodowym zespołem, który od wiosny br. rozpocznie prace nad wytwarzaniem nowych materiałów nadprzewodzących. Naukowiec uzyskał na ten cel 385 tys. zł w konkursie HARMONIA organizowanym przez Narodowe Centrum Nauki.
Nadprzewodniki to materiały, które w pewnych warunkach (poniżej tzw. temperatury krytycznej) nie wykazują oporu elektrycznego, co skutkuje znacznym zmniejszeniem zużycia energii. Unikalne właściwości materiałów nadprzewodnikowych umożliwiają budowę urządzeń elektrycznych o parametrach nieosiągalnych przy stosowaniu materiałów konwencjonalnych. Nadprzewodniki mają zastosowanie m.in. w łożyskach nadprzewodzących, elektromagnesach i generatorach prądu. Wytwarza się z nich również kable do bezstratnego przesyłania prądu stałego lub zmiennego, jednak ich koszt jest wysoki, ponieważ muszą być chłodzone.
Najbardziej znaną metodą odkrywania materiałów nadprzewodzących jest testowanie i modyfikowanie dużej liczby istniejących związków. Do tej pory dr Kliczmuk przeprowadził syntezę blisko 2 tys. próbek, w ich efekcie stał się współodkrywcą pięciu nowych nadprzewodników. Nie znalazły one jednak praktycznego zastosowania, bo ich temperatura krytyczna jest zbyt niska.
W tym roku polski naukowiec rozpocznie pracę nad dwoma innymi metodami odkrywania nadprzewodników. Pierwsza z nich polega na syntezie złożonych związków na bazie atomów glinu, druga – na wytwarzaniu nowych materiałów występujących w strukturze antyperowskitu.
– Antyperowskit to typ struktury krystalicznej, w której najmniejszy klocek materii – komórka elementarna – ma postać sześcianu. W narożach sześcianu znajdują się duże atomy jednego typu, na ścianach nieznacznie mniejsze atomy innego typu i wreszcie w centrum powstaje maleńka luka, która może być zapełniona węglem, borem lub azotem. Jesteśmy przekonani, że wiele tych związków wciąż czeka na odkrycie – tłumaczy dr Tomasz Klimczuk.
Nowe związki będą typowane i syntetyzowane na podstawie tzw. współczynnika dopasowania. Naukowcy są przekonani, że część z proponowanych związków uda się otrzymać podczas syntezy w warunkach podwyższonego ciśnienia. Tego typu synteza będzie prowadzona na Uniwersytecie Princeton, a badania krystalograficzne zostaną wykonane na Uniwersytecie w Luizjanie.
