Science Advances presenteert veertien nieuwe uraniumhydrides. Een paar daarvan zijn vermoedelijk supergeleidend bij tamelijk hoge temperaturen, meldt een Russisch onderzoeksteam.

Die supergeleiding kunnen ze voorlopig alleen theoretisch voorspellen, maar met Amerikaanse en Chinese assistentie hebben ze wel een paar van die hydrides daadwerkelijk kunnen maken. Daaartoe persten ze uranium samen tussen twee diamanten, in een waterstofatmosfeer, bij drukken die langzaam opliepen tot 103 GPa. Met een laser schroefden ze daarbij tevens de temperatuur langzaam op tot 2.000 K. Met röntgendiffractie volgden ze daarbij welke kristalstructuren er ontstonden.

Van tevoren hadden ze berekend welke uraniumhydrides je in theorie zou moeten krijgen bij een bepaalde combinatie van temperatuur en druk. Tot nu toe waren alleen twee stabiele kristalvormen van UH₃ bekend. Maar volgens de berekeningen moeten minstens veertien andere mengverhoudingen mogelijk zijn, variërend van UH tot UH₉. Het aantal mogelijke kristalstructuren zou nog veel groter moeten zijn, maar volgens het computeralgoritme zijn er in totaal maar twaalf stabiel.

Tijdens de experimenten zijn UH₇, UH₉ en drie vormen van UH₅ waargenomen. Dat ging precies zoals de computer had voorspeld, en daaruit concluderen de auteurs dat de overige voorspellingen ook wel zullen kloppen.

Dat laatste geldt dan met name voor de voorspelling dat UH₇, UH₈ en UH₉ supergeleidend zouden moeten zijn. Veelbelovend is vooral UH₇, waarbij die supergeleiding al begint bij -219 °C. Dat is bij 20 GPa. Bij die druk is het hydride stabiel, maar de berekeningen voorspellen ook dat dat het in metastabiele toestand moet kunnen blijven bestaan wanneer je de druk er af laat. De grens voor supergeleiding zou dan zelfs nog elf graden hoger moeten liggen.

bron: Moscow Institute of Physics and Technology