La supraconductivité à plus haute température

Slovaquie

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Slovaquie | Science de la matière : matériaux, physique, chimie, optique | Horizon 2020 : innovations et progrès techniques
4 février 2019

Une équipe internationale de chercheurs, notamment constituée de scientifiques slovaques, vient de découvrir une nouvelle famille de matériaux supraconducteurs.

Qu’est ce que la supraconductivité ?

La supraconductivité est la propriété d’un matériau à conduire le courant sans opposer de résistance (liée à l’effet Joule) au passage d’un courant électrique, et à générer d’importants champs magnétiques. Pour les matériaux les plus connus, ce phénomène physique n’est atteint qu’à des températures critiques superconductrices (Tc) très basses, qui avoisinent la plupart du temps, le zéro absolu (0 K soit - 273,15 °C). En moyenne, les matériaux supraconducteurs ont une température critique superconductrice proche de -240°C. Dans ces conditions, il est difficile de trouver des applications industrielles avec ces propriétés supraconductrices.

Les supraconducteurs à haute température

Les scientifiques s’intéressent alors depuis plusieurs années aux matériaux supraconducteurs dits “à haute température”. Contrairement aux supraconducteurs conventionnels, ces nouveaux matériaux sont des céramiques qui contiennent des couches d’atomes de cuivre et d’oxygène, ils ont tous les mêmes caractéristiques. Ils ont la particularité de posséder une Tc approchant la température de l’azote liquide (77K, soit environ -196°C).

En collaboration avec des chercheurs polonais, italiens, américains et britanniques, des scientifiques de la Faculté des Matériaux de l’Université Technique Slovaque (STU) ont récemment découvert une nouvelle famille de céramiques supraconductrices. Leurs travaux de recherche les ont en effet conduits à étudier des céramiques constituées de couches d’atomes d’argent et de fluor (sous la forme de fluorure d’argent, AgF2). Ils ont remarqué que ces matériaux possèdent des propriétés similaires aux céramiques supraconductrices constituées de cuivre et d’oxygène (structure bidimensionnelle), et ont découvert de fortes interactions magnétiques entre les cations d’argent dans ces matériaux composés d’AgF2. De plus, ils ont découvert que ces nouveaux matériaux, sous haute pression, adoptent une structure similaire à celle des nanotubes de carbone (utilisés en médecine notamment pour la régénération neuronale et osseuse). Grâce à ces propriétés particulières, les scientifiques émettent l’hypothèse que la température critique superconductrice de ces céramiques serait supérieure à celle des céramiques contenant des couches d’atomes de cuivre et d’oxygène.

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Echantillon de céramique constituée d’AgF2, observée au microscope (Source : New Technology Center at the University of Warsaw)

Les résultats de leurs travaux de recherche ont récemment été publiés dans la revue de l’Académie Américaine des Sciences (PNAS), et laissent envisager davantage d’applications pratiques dans le domaine scientifique et industriel.

Pour en savoir plus :

Sources :

Rédactrice : Adèle Picquet, Chargée de mission pour la Coopération Scientifique et Universitaire, Ambassade de France en Slovaquie, http://sk.ambafrance.org

Contact : adele.picquet[a]diplomatie.gouv.fr

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