Матеріалознавство
Як гасіння тиском побило рекорд надпровідності
Securities.io дотримується суворих редакційних стандартів і може отримувати винагороду за перевірені посилання. Ми не є зареєстрованим інвестиційним консультантом, і це не є інвестиційною порадою. Будь ласка, перегляньте наші розкриття партнерів.
У помітному та позитивному розвитку подій1 Щодо матеріалознавства, дослідники з Х'юстонського університету (UoH) побили давній рекорд у галузі надпровідності. 19 березня 2026 року команда під керівництвом фізиків Чін-Ву Чу та Лянцзи Денга оголосила...2 Вони досягли надпровідності за рекордної температури 151 K (-122°C) за атмосферного тиску. Це досягнення не просто числова віха; воно являє собою фундаментальний зсув у тому, як вчені підходять до «Святого Грааля» фізики: прагнення до нульового електричного опору за кімнатної температури та нормальних атмосферних умов.
Використовуючи складну техніку, відому як гасіння під тиском, — процес, подібний до того, що використовується при створенні штучних алмазів, — команді вдалося «зафіксувати» електронні стани високого тиску, які зазвичай зникають у момент зняття тиску. Цей прорив значно наближає нас до... прогрес у надпровідності необхідних для початку нової технологічної революції, яка потенційно трансформує все: від глобальних енергетичних мереж до ефективності сучасних центрів обробки даних.
Визначення: Гартування під тиском
Гартування під тиском – це метод стабілізації, коли матеріал піддається надзвичайно високому тиску для покращення його властивостей, а потім швидко охолоджується перед зняттям тиску. Це «заморожує» атоми матеріалу у високопродуктивній конфігурації, дозволяючи йому зберігати чудові характеристики, такі як надпровідність, навіть після повернення до нормального кімнатного тиску.
Щоб зрозуміти, чому це важливо, звернемося до історичного контексту використаного матеріалу: купрату на основі ртуті, відомого як Hg1223. З 1993 року цей матеріал утримує рекорд атмосферного тиску в 133 K (-140°C). Здатність команди з Х'юстона підвищити цю межу на 18 Кельвінів демонструє, що межі відомих матеріалів ще не досягнуто. Цей нетрадиційний підхід відображає інші нещодавні відкриття, такі як Графен з магічного кута MIT дослідження, яке подібним чином маніпулює атомними структурами, щоб викликати стани нульового опору там, де раніше це здавалося неможливим.
Механіка нульового опору та навколишнього тиску
Надпровідність базується на утворенні крихких електронних пар, які можуть рухатися через решітку, не стикаючись з атомами, що призводить до втрат тепла та енергії. Зазвичай тепло або «вібрації» розривають ці пари. Хоча застосування величезного тиску може стиснути атоми ближче один до одного, щоб зміцнити ці пари, стан майже завжди втрачається в момент зняття тиску. Успіх UoH у збереженні цих властивостей при атмосферному тиску усуває одну з найбільших перешкод для комерціалізації: необхідність у масивних, дорогих алмазно-ковадльних комірок для підтримки функціональності матеріалу.
Цей розвиток відбувається в той час, коли наукова спільнота досліджує широкий спектр «нетрадиційних» надпровідників. Хоча світ ненадовго був захоплений Надпровідник LK-99 стверджує, що поточні дослідження Hg1223 забезпечують повторюваний, рецензований шлях уперед. Крім того, відкриття нових механізмів, таких як надпровідність у скрученому двошаровому WSe2, свідчить про те, що ми вступаємо в еру, коли матеріали можна точно розробляти для конкретних електронних середовищ.
Перехід до практичних систем
Перехід до роботи за атмосферного тиску є революційним для промислових досліджень і розробок. Коли матеріал стабільний за нормальних умов, його можна вивчати та виготовляти за допомогою стандартних лабораторних інструментів, а не спеціалізованого обладнання високого тиску. Таке прискорення зворотного зв'язку між відкриттям та застосуванням є важливим для створення енергоефективного обладнання наступного покоління. Ми спостерігаємо паралельну тенденцію в пошуку... безмідні високотемпературні надпровідники, де метою є пошук більш поширених та легших в обробці матеріалів, які не потребують екстремальних умов.
Хроніка надпровідної віхи: Нещодавня хронологія
Рано 2026
Команда UoH починає експериментувати з Hg1223, зосереджуючись на гіпотезі про те, що індуковані тиском електронні структури можуть бути «загартовані» до метастабільного стану за кімнатного тиску.
лютого 2026
Початкові випробування з використанням охолодження рідким азотом у поєднанні з гартуванням під тиском показують багатообіцяючі результати, що вказує на те, що температура переходу (Tc) залишається підвищеною навіть після декомпресії.
Березня 12, 2026
Дослідники підтверджують рекордну температуру переходу 151 K (-122°C) за атмосферного тиску. Це фактично скорочує розрив між температурою та кімнатною температурою ще на 18 градусів, залишаючи ціль приблизно 140°C для справжньої роботи при кімнатній температурі.
Березня 19, 2026
Опубліковано результати, в яких детально описано послідовність гасіння під тиском як життєздатний шлях стабілізації фаз з високою температурою в купратах та інших складних оксидах.
Вплив на квантові обчислення та енергетику
Наслідки для технологічного сектору потенційно є глибокими. У світі квантових обчислень пошук стабільних кубітів часто призводить до екзотичних матеріалів, таких як триплетний надпровідник Nbre, який може надійніше обробляти магнітні поля. Оскільки надпровідність рухається в бік вищих температур і нижчих тисків, системи охолодження, необхідні для квантових процесорів, які наразі є масивними багатомільйонними «холодильниками розведення», можуть бути значно спрощені.
Окрім обчислювальної техніки, найбільше виграє енергетичний сектор. Приблизно від 5% до 10% усієї виробленої електроенергії втрачається у вигляді тепла під час передачі по мідних дротах. Надпровідні кабелі, що працюють при температурі -122°C, хоча й потребують охолодження, набагато ефективніші та простіші в обслуговуванні, ніж ті, що потребують температур поблизу абсолютного нуля. Цей прорив забезпечує дорожню карту для «супермереж», здатних транспортувати величезну кількість відновлюваної енергії через континенти практично з нульовими втратами.
Порівняння характеристик надпровідності
| Матеріал/метод | Температура переходу (Tc) | Вимога тиску |
|---|---|---|
| Традиційний Hg1223 (1993) | 133 К (-140°C) | Тиск навколишнього середовища |
| Х'юстон Hg1223 (2026) | 151 К (-122°C) | Тиск навколишнього середовища |
| Гідриди, що залежать від тиску | ~250 К (-23°C) | Екстремальний (>1.5 млн атмосфер) |
| Цільова температура в приміщенні | ~293 К (+20°C) | Тиск навколишнього середовища |
Інвестиційний потенціал надпровідності
Для інвесторів ринок надпровідності являє собою класичну «передову» можливість. Хоча ми все ще за 140 градусів від світу електроніки кімнатної температури, перехід до атмосферного тиску є остаточним сигналом того, що технологія виходить за межі чистої теорії та переходить у прикладну інженерію. Компанії, що займаються передовим охолодженням, спеціалізованою керамікою та магнітно-резонансною томографією (МРТ), є першими бенефіціарами цих рекордно високих температур.
Однак справжня цінність полягає в компаніях, які можуть успішно запатентувати та масштабувати методи стабілізації, такі як гартування під тиском. Оскільки ці матеріали стають більш міцними, ми очікуємо сплеску популярності «надпровідника як послуги» для центрів обробки даних зі штучним інтелектом, які наразі борються з величезною тепловиділенням та споживанням енергії. Інвестори, орієнтовані на стратегію, все частіше розглядають сектор матеріалознавства як наступне головне вузьке місце для революції штучного інтелекту. Якщо комп'ютер може працювати з нульовим опором, енергія на обчислення падає на порядки, що робить сучасне обладнання схожим на парові двигуни в порівнянні.
Зрештою, робота UoH доводить, що нам не обов'язково потрібні «нові» чудодійні матеріали для досягнення прогресу; ми часто можемо розкрити прихований потенціал існуючих за допомогою розумної інженерії. Оскільки розрив із кімнатною температурою продовжує скорочуватися, межа між «науковою фантастикою» та «промисловою реальністю» стає дедалі розмитішою.
У центрі уваги: Американський надпровідник (AMSC)
AMSC вийшла за рамки фази «досліджень і розробок» і наразі впроваджує свій запатентований дріт Amperium — надпровідний матеріал другого покоління — у реальні мережеві та морські застосування. Її робота особливо актуальна для центрів обробки даних, оскільки робочі навантаження штучного інтелекту вимагають безпрецедентної щільності потужності, а традиційна мідна інфраструктура досягає фізичної межі. Надпровідні кабелі AMSC можуть передавати до 10 разів більшу потужність, ніж звичайні кабелі, зберігаючи ту саму фізичну площу, пропонуючи рішення для «вузького місця в енергоспоживанні», з яким зараз стикається технологічний сектор.
(AMSC )
Крім того, компанія уклала значні контракти з ВМС США на системи захисту суден і є ключовим гравцем у проектах підвищення стійкості енергосистеми. Для інвесторів AMSC представляє собою «чисту гру» на шляху переходу від лабораторних досягнень до промислового розгортання. Оскільки такі прориви, як технологія гасіння тиску, просуваються до конвеєра, такі компанії, як AMSC, є найімовірнішими кандидатами на інтеграцію цих стабілізованих високотемпературних фаз у наступне покоління вуглецево-нейтральних енергосистем та гіперефективне військове обладнання.
Останні новини акцій American Superconductor (AMSC)
Посилання:
1. Чу, К.В. та Денг, Л. (2026). Досягнення рекордної високотемпературної надпровідності в HgBa2Ca2Cu3O8+δ за атмосферного тиску шляхом гартування під тиском. Праці Національної академії наук (PNAS). https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2536178123
2. Х'юстонський університет. (10 березня 2026 р.). Фізики досягли рекордної високотемпературної надпровідності за атмосферного тиску. Отримано з https://www.uh.edu/news-events/stories/2026/march/03102026-ambient-pressure-superconductivity-record.php
