La course au supraconducteur à température ambiante relancée
Des chercheurs coréens ont publié un article qui, selon eux, présente le premier supraconducteur fonctionnant à température et pression ambiantes
L’article sur le matériau supraconducteur à température ambiante a été publié sur le serveur de pré-publication arxiv.org et doit encore faire l’objet d’une évaluation par les pairs, mais il gagne en popularité auprès des chercheurs. S’il s’avère que ce résultat est reproductible, le matériau pourrait réduire considérablement les pertes d’énergie.
« Pour la première fois au monde, nous avons réussi à synthétiser un supraconducteur à température ambiante (Tc≥400 K, 127∘C) fonctionnant à pression ambiante avec une structure plomb-apatite modifiée (LK-99) », a déclaré Sukbae Lee, PDG du Centre de recherche sur l’énergie quantique (Q-Centre) de l’Université de Corée, avec ses collègues Ji-Hoon Kim et Young-Wan Kwon.
Des chercheurs de l’université du Nevada ont mis au point un matériau à température ambiante en 2020 et ont créé une entreprise appelée Unearthly Materials pour le développer. Un autre matériau, appelé Reddmatter, mis au point à l’université de Rochester, aux États-Unis, est également prometteur.
- Première démonstration d’un supraconducteur à température ambiante
- Reddmatter – L’avenir de la supraconductivité
- Un supraconducteur à faible coût pour améliorer les connexions électriques
La supraconductivité du LK-99 est démontrée par la température critique (Tc), la résistivité zéro, le courant critique (Ic), le champ magnétique critique (Hc) et l’effet Meissner. Elle provient d’une infime distorsion structurelle due à une légère contraction du volume (0,48 %), et non de facteurs externes tels que la température et la pression.
La structure unique du LK-99, qui permet de conserver une structure légèrement déformée dans les interfaces, est le facteur le plus important qui permet au LK-99 de conserver et d’afficher une supraconductivité à température et pression ambiantes.
Le retrait est causé par la substitution des ions Pb2+(2) par les ions Cu2+ dans le réseau isolant du phosphate de Pb(2) et génère la contrainte. Les résultats de la capacité thermique indiquent que le nouveau modèle permet d’expliquer la supraconductivité du LK-99.
Le matériau LK-99 est une structure cristalline d’apatite au plomb modifiée de composition Pb10-xCux(PO4)6O (0,9<x<1.1) et a été synthétisé à l’aide d’une méthode à l’état solide. Il présente les caractéristiques du métal ohmique du Pb(6s1) au-dessus de sa température critique supraconductrice, Tc, et le phénomène de lévitation comme l’effet Meissner d’un supraconducteur à température ambiante et à pression atmosphérique en dessous de Tc. Un échantillon de LK-99 présente un Tc supérieur à 126,85∘C (400 K).
« Nous analysons que la possibilité de supraconductivité à température ambiante dans ce matériau est attribuée à deux facteurs : le premier étant la contraction du volume résultant d’une transition isolant-métal réalisée en remplaçant le Pb par le Cu, et le second étant l’interaction de Coulomb répulsive sur place renforcée par la déformation structurelle dans la chaîne unidimensionnelle (D) (Pb2-O1/2-Pb2 le long de l’axe c) due à la condensation supraconductrice à Tc », a déclaré Lee dans un second article sur la structure du matériau.
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