Fizyk z Politechniki Gdańskiej jest współodkrywcą nowej rodziny związków chemicznych

Tajemniczo brzmiąca nazwa skutterydyt to nic innego jak bardzo rzadko występujący związek, będący odmianą arsenków, czyli substancji składających się z arsenu oraz innych metali. Nazwa grupy pochodzi od miejsca, gdzie wykryto go po raz pierwszy – w norweskim mieście Skutterund. Jedną z właściwości chemicznych tej grupy związków jest nadprzewodnictwo oraz termoelektryczność. Cechy te umożliwiają generowanie napięcia wynikającego z różnicy potencjałów.

Profesor Tomasz Klimczuk podczas wyjazdu naukowego do Princeton prowadził badania wraz z prof. Robertem J. Cavym. Wówczas narodził się pomysł, aby występujące w związku żelazo zastąpić kobaltem.

– Propozycja padła ze strony bardzo dobrego i młodego teoretyka, i miała sens, ponieważ przypuszczał, że w ten sposób zmieniłyby się właściwości fizyczne. Oczywiście na początku nie udało się tego zrobić, struktura nie była stabilna – mówi dr hab. Tomasz Klimczuk.

Struktura była nie tylko nie stabilna, ale, co więcej, nie zgadzał się liczba elektronów w związku. Nadprogramowe negatony naukowcy zredukowali poprzez zamianę 4 atomów antymonu na atomy cyny. Związek ten ma mniej elektronów. Pozwoliło to na unormowanie struktury.

– Dotąd nikt nie podejmował takich prób, a prof. Cave lubi powierzać mi ryzykowne testy, ponieważ się nie załamuję, mimo 99 proc. niepowodzeń takich eksperymentów. Spróbowałem. I wyszło – opowiada fizyk z Politechniki Gdańskiej.

Odkrycie zespołu badaczy z Princeton pozwoliło na opisanie 43 związków chemicznych, które nie były do tej pory znane. Liczba materiałów, które można na tej samej zasadzie stworzyć sięga kilkuset.

Olbrzymi potencjał badawczy nowoodkrytych związków spowodował, że publikacja na ten temat ukazała się w opiniotwórczym czasopiśmie naukowym Nature Communications. Naukowcy przebadali część związków pod względem właściwości fizycznych, szukając nadprzewodników. Są to metale, które powodują zanik oporu elektrycznego. Jednak jak do tej pory próby okazały się daremne.