มีการสังเกตความเป็นตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิสูงถึง 15 °C ในวัสดุที่อุดมด้วยไฮโดรเจนภายใต้แรงกดดันมหาศาล ซึ่งทำลายสถิติที่มีอุณหภูมิสูงก่อนหน้านี้ประมาณ 35 องศา วัสดุคาร์บอนซัลเฟอร์ไฮไดรด์ถูกสร้างขึ้นและศึกษาโดยRanga Diasและเพื่อนร่วมงานที่ University of Rochester และ University of Nevada Las Vegas ในสหรัฐอเมริกา
ซึ่งกล่าวว่าอาจเป็นไปได้ที่จะลดความดันที่จำเป็น
เพื่อให้ได้ค่าความเป็นตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิห้องโดยการเปลี่ยนแปลง เคมีของวัสดุตัวนำยิ่งยวดมีกระแสไฟฟ้าโดยไม่มีความต้านทานไฟฟ้าและมีการใช้งานที่หลากหลายตั้งแต่แม่เหล็กสนามสูงที่ใช้ในเครื่องสแกน MRI และเครื่องเร่งอนุภาคไปจนถึงควอนตัมบิตที่ใช้ในคอมพิวเตอร์ควอนตัม ทุกวันนี้ อุปกรณ์ที่ใช้งานได้จริงซึ่งใช้ตัวนำยิ่งยวดต้องถูกแช่เย็นจนถึงอุณหภูมิที่เย็นจัด ซึ่งมีค่าใช้จ่ายสูงและอาจเกี่ยวข้องกับการใช้ฮีเลียม ซึ่งเป็นทรัพยากรธรรมชาติที่มีจำกัด ดังนั้นเป้าหมายที่ยาวนานของนักฟิสิกส์เรื่องย่อคือการพัฒนาวัสดุที่เป็นตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิห้อง
ในปี 2015 Mikhail Eremetsและเพื่อนร่วมงานที่ Max Planck Institute for Chemistry และ Johannes Gutenberg University Mainz ทั้งในเยอรมนีได้ค้นพบความก้าวหน้าครั้งใหญ่เมื่อพวกเขาสังเกตเห็นความเป็นตัวนำยิ่งยวดที่ 203 K (–70 ° C) ในตัวอย่างไฮโดรเจนซัลไฟด์ที่ประมาณ 1.5 ความกดอากาศเป็นล้านเท่า บันทึกใหม่นี้เป็นการก้าวกระโดดครั้งใหญ่ในการแสวงหาตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิห้องและเสริมการคาดการณ์ทางทฤษฎีว่าวัสดุที่อุดมด้วยไฮโดรเจนสามารถนำเสนอหนทางข้างหน้าได้ อันที่จริง สถานะโลหะของไฮโดรเจน ซึ่งคาดว่าจะเกิดขึ้นที่ความดันสูงมากและยังไม่สามารถระบุลักษณะได้อย่างสมบูรณ์ คาดว่าจะเป็นตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิห้อง
วันฤดูหนาวในไซบีเรียในช่วงต้นปี 2019 ทีมงาน
ของ Eremets และกลุ่มที่นำโดยRussell Hemleyที่มหาวิทยาลัย George Washington ในสหรัฐอเมริการายงานว่ามีความเป็นตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิสูงถึง –20 °C ซึ่งเป็นอุณหภูมิปกติในฤดูหนาวทั่วบริเวณกว้างใหญ่ของรัสเซียและแคนาดา
ตอนนี้ Dias และเพื่อนร่วมงานได้เพิ่มอุณหภูมินี้เป็น 15 °C ซึ่งบังเอิญเป็นอุณหภูมิพื้นผิวเฉลี่ยของโลก พวกเขาทำได้โดยการเพิ่มคาร์บอนลงในไฮโดรเจนซัลไฟด์ ซึ่งทำได้โดยผสมมีเทนและไฮโดรเจนซัลไฟด์เข้าด้วยกันในกระบวนการทางเคมีแสง Dias บอกกับPhysics Worldว่าส่วนหนึ่งของความสำเร็จของทีมนั้นมาจากความแม่นยำของเทคนิคการสังเคราะห์ ซึ่งทำได้โดยใช้แรงดันที่ค่อนข้างต่ำ “[กระบวนการโฟโตเคมี] มีความสำคัญอย่างยิ่งในการแนะนำก๊าซมีเทนและไฮโดรเจนซัลไฟด์ลงในวัสดุตั้งต้น ซึ่งช่วยให้ไฮโดรเจนในปริมาณที่ ‘เหมาะสม’ ที่จำเป็นสำหรับคุณสมบัติที่น่าทึ่งเช่นนี้” เขาอธิบาย
ทีมงานวางตัวอย่างของพวกเขาไว้ในขากรรไกรของทั่งเพชรแล้วบีบให้มีแรงกดดันระหว่าง 1.4 ถึง 2.7 ล้านบรรยากาศ พวกเขาพบว่าอุณหภูมิการเปลี่ยนผ่านของตัวนำยิ่งยวดที่ประมาณ 2.2 ล้านบรรยากาศโดยมีอุณหภูมิสูงสุด 15 °C เกิดขึ้นที่ประมาณ 2.6 ล้านบรรยากาศ
จุดเด่นของตัวนำยิ่งยวดตามข้อมูลของ Dias ทีมงานสามารถทำการวัดสามครั้งเพื่อยืนยันว่าวัสดุนั้นเป็นตัวนำยิ่งยวด วัดความต้านทานของตัวอย่างโดยใช้เทคนิคสองหัววัดและสี่หัววัดเพื่อให้แน่ใจว่าเป็นศูนย์อย่างแท้จริง นักวิจัยยังได้วัดอุณหภูมิทรานซิชันเป็นฟังก์ชันของสนามแม่เหล็กประยุกต์ และพบว่าอุณหภูมิลดลงเมื่อสนามเพิ่มขึ้น ซึ่งเป็นจุดเด่นของตัวนำยิ่งยวด ในที่สุด พวกเขาสังเกตเห็นว่าวัสดุขับเส้นสนามแม่เหล็ก
ซึ่งเป็นลักษณะพิเศษของตัวนำยิ่งยวด
ไฮโดรเจนซัลไฟด์เป็นตัวนำยิ่งยวดที่ร้อนที่สุดที่ 203 K ข้อบกพร่องประการหนึ่งของการวิจัยอาจกลายเป็นโอกาสที่สำคัญ: ทีมงานไม่ทราบโครงสร้างและปริมาณสัมพันธ์ที่แน่นอน (อัตราส่วนของอะตอมของคาร์บอน กำมะถัน และไฮโดรเจน) ของวัสดุที่ความดันสูงมาก Dias กล่าวว่านักวิจัยมี “แนวคิดบางอย่าง [ของปริมาณสารสัมพันธ์] แต่ไม่ทราบคำตอบที่แน่นอน” การกำหนดโครงสร้างเป็นเรื่องยากเนื่องจากอะตอมขององค์ประกอบนั้นเบาเกินไป ดังนั้นให้ดูโดยใช้การเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ “เราได้พัฒนาชุดเครื่องมือใหม่เพื่อแก้ปัญหานี้” Dias กล่าว เมื่อทีมมีความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับโครงสร้างและปริมาณสารสัมพันธ์ พวกเขาหวังว่าจะสามารถปรับวัสดุทางเคมีให้เป็นตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิห้องได้ภายใต้แรงกดดันที่ต่ำลง
Mikhail Eremets แสดงความคิดเห็นเกี่ยวกับความสำคัญของผลลัพธ์ล่าสุดนี้กับPhysics Worldว่า “เราควรระลึกไว้เสมอว่าตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิห้องอย่างแท้จริงควรอยู่ที่ความดันบรรยากาศ ซึ่งจะทำให้สามารถใช้งานได้” เขาเสริมว่าการศึกษาแรงดันสูงที่เริ่มต้นด้วยงานไฮโดรเจนซัลไฟด์ของเขาในปี 2558 ให้ข้อมูลสำคัญในการค้นหาตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิห้องที่มีความดันบรรยากาศโดยรอบ ซึ่งเขากล่าวว่าน่าจะเป็นสารประกอบไตรภาค Eremets ยังเชื่อด้วยว่าสถิติอุณหภูมิล่าสุดนี้จะคงอยู่ได้ไม่นาน โดยชี้ให้เห็นว่า “มีการพยากรณ์ [ความเป็นตัวนำยิ่งยวด] ที่สูงกว่า 400 K ที่แรงดันสูง”
ในขณะที่วิธีทางความร้อน เช่น การเผาไหม้ ในแหล่งกำเนิดและไอน้ำที่ท่วมท้นสามารถคืนสภาพน้ำมันที่มีความหนืดสูงขึ้น (อาจมีมากกว่า 70%) วิธีเหล่านี้จะใช้ได้ในเชิงเศรษฐกิจเมื่อการก่อตัวของน้ำมันมีความหนาเท่านั้น การผลิตไอน้ำที่ต้องการยังสิ้นเปลืองเชื้อเพลิง เช่น ก๊าซธรรมชาติ ซึ่งนำไปสู่การปล่อย CO 2 เพิ่มเติม
เพื่อเอาชนะความท้าทายเหล่านี้ นักวิจัยได้เริ่มสำรวจเทคนิคทางเลือก ซึ่งรวมถึงเทคนิคบางอย่างที่ใช้วัสดุนาโน วิธีการดังกล่าวยังไม่ใช่กระแสหลัก และจนถึงขณะนี้ วัสดุนาโนที่พัฒนาขึ้นมีบทบาทรองเท่านั้น ตัวอย่างเช่น การปรับเปลี่ยนพฤติกรรมการไหล (รีโอโลยี) ของน้ำมันดิบ หรือถูกใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในการอัพเกรดน้ำมันดิบระหว่างกระบวนการนึ่ง
ทีมที่นำโดยZhifeng Renซึ่งเป็นผู้อำนวยการTexas Center for Superconductivityที่มหาวิทยาลัยฮูสตัน (TcSUH) ได้ใช้ nanofluid โซเดียม (Na) เพื่อกู้คืนน้ำมันหนักพิเศษกว่า 80% (มีความหนืดมากกว่า 400,000 cP) จากกระสอบทรายในการทดลองในห้องปฏิบัติการ นักวิจัยสร้างนาโนฟลูอิดนี้โดยใช้เครื่องปั่นแบบมือถือเพื่อผสมโซเดียมก้อนที่มีจำหน่ายทั่วไปในท้องตลาดกับน้ำมันซิลิโคน ตัวทำละลายที่ไม่ทำปฏิกิริยานี้จำเป็นเพราะ (อย่างที่เราจำได้จากวิชาเคมีที่โรงเรียน) โซเดียมจะทำปฏิกิริยารุนแรงมากเมื่อสัมผัสกับน้ำ
Credit : elegantidiosyncrasy.com elysium9d.net endshoesdate.info eniyiuzmandoktor.com equimedics.net
