Исследование показывает потенциальную роль графена в перемещении электричества.
Исследователи из Университета штата Огайо, в сотрудничестве с учеными всего мира, сделали открытие, которое может дать новое понимание того, как сверхпроводники могут более эффективно передавать энергию для питания домов, промышленных предприятий и транспортных средств.
Их работа, опубликованная на прошлой неделе в журнале Science Advances , показала, что графен - материал, состоящий из одного слоя атомов углерода - с большей вероятностью станет сверхпроводником, чем первоначально предполагалось.
«Графен сам по себе может проводить энергию, поскольку нормальный металл является проводящим, но только недавно мы узнали, что он также может быть сверхпроводником, создав так называемый« магический угол »- скручивая второй слой графена поверх первое », - сказала Джини Лау, профессор физики в штате Огайо и ведущий автор статьи. «И это открывает возможности для дополнительных исследований, чтобы увидеть, сможем ли мы заставить этот материал работать в реальном мире».
В отличие от большинства обычных проводников, сверхпроводники - это металлы, которые могут проводить электричество без сопротивления, не теряя при этом энергию.
Графен - это двумерный кристалл - совершенно плоский кусок углерода - и, как один слой, не является сверхпроводником. Но в начале этого года ученые Массачусетского технологического института опубликовали исследование, которое показало, что графен может стать сверхпроводником, если один кусок графена будет уложен поверх другого, а слои закручены под определенным углом - что они называют «магическим углом». «.
Ученые полагали, что этот магический угол составляет от 1 до 1,2 градусов - очень точный угол.
«Вопрос в том, какой магический угол, каким волшебством он должен быть?», - сказал Эмилио Кодечидо, аспирант в лаборатории Лау и соавтор статьи.
Команда штата Огайо обнаружила, что магический угол кажется менее волшебным, чем первоначально предполагалось. Их работа показала, что графеновые слои все еще сверхпроводят под меньшим углом, около 0,9 градусов. Это небольшое различие, но оно может открыть возможность новых экспериментов по исследованию графена как потенциального сверхпроводника в реальном мире. Пока сверхпроводимость ограничена пределами научных лабораторий, потому что для сверхпроводимости электричества, электрические линии должны поддерживаться при чрезвычайно низких температурах.
«Это исследование подтолкнуло наше понимание сверхпроводников и магического угла немного дальше, чем можно было предположить в теории и предыдущих экспериментах», - сказал Марк Бократ, соавтор статьи по физике и физике в штате Огайо.
«Сверхпроводимость может революционизировать многие отрасли - линии электропередач, линии связи, транспорт, поезда», - сказал Кодечидо. «Сверхпроводимость в витом двухслойном графене научит нас сверхпроводимости при гораздо более высоких температурах, температурах, которые будут полезны для реальных применений. Вот где будет сосредоточена будущая работа ».
###
В этом исследовании ученые штата Огайо сотрудничали с исследователями из Техасского университета в Далласе и Национального института материаловедения в Японии.
Переведено специально для "Наука и техника" Подписывайтесь на ежедневные новости.
Источник: Science Advances