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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"

Quello dei superconduttori è un campo estremamente importante per le potenzialità applicative ma che continua ad essere pieno di zone d’ombra, nonostante gli sforzi pluridecennali dei ricercatori. I superconduttori sono quei materiali, scoperti dal fisico olandese Onnes nel 1911, che permettono il passaggio di corrente elettrica senza dissipazione di energia, a differenza dei conduttori tradizionali come l'argento o il rame.


La possibilità di far fluire grandi quantità di corrente, senza perdite, in cavi che non si riscaldano, rimane però un processo costoso. I materiali finora utilizzabili, infatti, richiedono di essere raffreddati a temperature così basse che vanificano il vantaggio energetico nell’uso del superconduttore. Al contrario, non appena si riscaldano oltre una caratteristica soglia, detta temperatura critica, diventano dei pessimi conduttori. Per inciso, è stato proprio il superamento di questa soglia nei cavi di una bobina, che ha reso così devastante l’incidente che ha fermato il super-acceleratore LHC del Cern nel 2008.


Un passo importante, però, è stato fatto da un gruppo di ricercatori italiani delle università di Oxford e Cambridge, che ha ideato un nuovo materiale superconduttore ad alta temperatura critica. Insieme ai suoi collaboratori, il dottor Savini ha calcolato che il grafane - un materiale simile al grafene, a sua volta noto per formare fogli sottilissimi di atomi di carbonio - “drogato” con atomi di boro rimane superconduttore fino alla temperatura di circa -183 °C. Si tratta ovviamente di una temperatura incredibilmente bassa, ma per chi si occupa di superconduttività è considerata quasi “estiva”.


Negli anni passati, infatti, ci si era quasi rassegnati al fatto che i superconduttori funzionassero bene solo dai -233 °C in giù, temperature molto difficili da raggiungere ed energeticamente molto dispendiose. Tutto fa pensare che il materiale ideato da Savini e il suo gruppo possa essere descritto dalla teoria BCS (dai nomi dei premi Nobel Bardeen, Cooper e Schrieffer), che spiega l'origine della superconduttività a bassa temperatura critica. Se confermata, sarebbe una scoperta sorprendente: finora si credeva che la teoria BCS non potesse funzionare oltre la transizione del diboruro di magnesio a circa -233 °C. Inoltre, si tratterebbe del primo materiale superconduttore a temperature più alte del punto di ebollizione dell'azoto liquido (-196 °C), ovvero una temperatura tecnicamente più facile da raggiungere.
 

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