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SCOPERTA/ Alla ricerca del conduttore perfetto: il migliore è un foglio di carbonio

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I ricercatori italiani trovano il superconduttore a temperatura "estiva"  I ricercatori italiani trovano il superconduttore a temperatura "estiva"

La notizia dell'esistenza di superconduttori a temperature così alte non è di per sé nuova. A partire dal 1986, infatti, sono stati realizzati dei composti del rame, detti cuprati, che manifestano superconduttività anche a queste temperature. Il problema, però, è che questi materiali non sono previsti dalla teoria BCS e costituiscono ancora un vero mistero. Per questo, non esiste una ricetta affidabile su come realizzare questo tipo di superconduttori. I cuprati, inoltre, hanno proprietà fisico-chimiche (come la friabilità) che li rendono difficili da utilizzare in applicazioni concrete.

 

Savini e collaboratori, invece, si sono resi conto che il grafane, dopato con atomi di boro, consente di ottimizzare tre parametri che, secondo la teoria BCS, controllano la temperatura critica della superconduttività. La teoria BCS, infatti, spiega la superconduttività come un fenomeno squisitamente quantistico, in cui gli elettroni interagiscono in modo coerente con le vibrazioni dell'intelaiatura di atomi che costituiscono il solido.

 

Questa coerenza permette agli elettroni di fluire attraverso il materiale senza perdere energia in collisioni casuali. Un'alta temperatura critica è possibile solo in presenza di condizioni riconducibili all'intensità delle vibrazioni degli atomi, la quantità di elettroni con la stessa energia e la forza delle interazioni con il reticolo atomico. Il grafane possiede tutte queste caratteristiche, grazie a diverse proprietà peculiari, tra cui il fatto di essere un materiale bidimensionale, ovvero costituito da fogli di atomi di carbonio spessi solo un atomo.

 

Inoltre, i calcoli mostrano che attraverso una calibrazione della concentrazione degli atomi di boro si potrebbero persino creare dei transistor con una sorta di interruttore quantistico, che permetterebbe di accendere o spegnere la superconduttività a piacimento. Insomma, un giocattolo che potrebbe aprire nuove opportunità nel campo dell'elettronica. Il grafane, ed è stato realizzato per la prima volta solo l'anno scorso. Ora ci si aspetta che i ricercatori cercheranno di verificare in laboratorio queste sue straordinarie potenzialità. Certamente, la strada per realizzare dei superconduttori a temperatura ambiente è ancora lunga.



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