Vedci nasimulovali úplne nové materiály. ktoré by mali byť supravodivé

Mimoriadne vysoký tlak môže mať vo fyzike a chémii zvláštne účinky a v novej štúdii viedlo modelovanie vysokého tlaku k predpovedi štyroch nových zlúčenín, ktoré sa netvoria bežným spôsobom, majú kryštálové štruktúry, ktoré sme nikdy predtým nevideli, a pri určitých teplotách môžu dokonca fungovať ako supravodiče. Tieto zlúčeniny sú Li14Cs, Li8Cs, Li7Cs a Li6Cs a všetky sa tvoria z lítia (Li) a cézia (Cs), hoci nie bežným spôsobom. Všetky štyri sú supravodiče, čo znamená, že elektrina cez ne môže prúdiť bez odporu alebo straty energie.

Vedci, ktorí sa podieľali na tejto štúdii, použili na nájdenie nových zlúčenín špeciálny algoritmus na predpovedanie kryštálovej štruktúry s názvom USPEX (Universal Structure Predictor: Evolutionary Xtallography). Ide o tzv. evolučný algoritmus, ktorý využíva množstvo metód na určenie pravdepodobnosti, ako sa atómy navzájom spoja. V tomto prípade sa USPEX použil na analýzu toho, ako môže vysoký tlak ovplyvniť elektronegativitu, teda to, ako silno atómy v chemickom prvku priťahujú a držia elektróny. Ukázalo sa, že je to veľký rozdiel.

Za normálnych podmienok by sme očakávali, že lítium by priťahovalo elektróny cézia, ktoré je najviac elektropozitívnym prvkom v periodickej tabuľke. Pod tlakom je to však naopak. Cézium chytá elektróny lítia a toto veľmi nezvyčajné chemické správanie vedie k vzniku štyroch nových zlúčenín. Dve z týchto zlúčenín (Li14Cs a Li6Cs) majú kryštálové štruktúry, ktoré doteraz neboli pozorované. To je zriedkavé pri zlúčeninách, ktoré sú tvorené len dvoma prvkami, čím je tento objav ešte neočakávanejší a pozoruhodnejší.

okiaľ ide o supravodivosť, tieto zlúčeniny by sa podľa predpokladov vedcov stali supravodičmi v rozmedzí teplôt približne od mínus 223 °C do mínus 213 °C. To by ich mohlo urobiť užitočnými pre rôzne aplikácie – od ultrarýchlych mikročipov až po ultraúčinné materiály pre rozvodné siete. Takéto intermetalické zlúčeniny sú užitočné v rôznych situáciách, najmä tam, kde sa vyžaduje vysoká pevnosť a odolnosť proti vysokým teplotám. Môžu takisto ponúkať osobitné vlastnosti, ktoré sa nenachádzajú v prvkoch, z ktorých sú zložené.

Hoci tieto nové zlúčeniny sú zatiaľ len predpovedané, otvárajú vedcom nové oblasti, ktoré môžu v budúcnosti preskúmať. Len čo je známa kryštálová štruktúra chemickej látky, mnohé vlastnosti sa dajú spoľahlivo a rutinne predpovedať. Keby teda výskumníci dokázali predpovedať kryštálovú štruktúru materiálu pred jeho syntézou, mohli by výrazne urýchliť objavovanie nových materiálov. 

Výskum bol publikovaný v časopise Nano Letters.

Zdroj: sciencealert.com.