p Cientistas da Rice University determinaram que o boro bidimensional é um supercondutor natural de baixa temperatura. Na verdade, pode ser o único material 2-D com tal potencial. p O físico teórico do arroz Boris Yakobson e seus colegas publicaram seus cálculos que mostram que o boro atomicamente plano é metálico e transmitirá elétrons sem resistência. O trabalho aparece este mês na revista American Chemical Society. Nano Letras .

p O obstáculo, como acontece com a maioria dos materiais supercondutores, é que ele perde sua resistividade apenas quando muito frio, neste caso, entre 10 e 20 Kelvins (aproximadamente, -430 graus Fahrenheit). Mas para fazer circuitos supercondutores muito pequenos, pode ser o único jogo da cidade.

p O fenômeno básico da supercondutividade é conhecido há mais de 100 anos, disse Evgeni Penev, um cientista pesquisador do grupo Yakobson, mas não havia sido testado quanto à sua presença em boro atomicamente plano.

p "É sabido que o material é muito leve porque a massa atômica é pequena, - disse Penev. - Se for metálico também, esses são dois pré-requisitos principais para a supercondutividade. Isso significa que em baixas temperaturas, os elétrons podem formar pares em uma espécie de dança no cristal. "

p "A dimensionalidade inferior também é útil, "Yakobson disse." Pode ser o único, ou um de muito poucos, metais bidimensionais. Portanto, há três fatores que nos motivaram a prosseguir com a pesquisa. Então, ficamos cada vez mais animados à medida que começamos. "

p Elétrons com momentos e spins opostos tornam-se efetivamente pares de Cooper; eles se atraem em baixas temperaturas com a ajuda de vibrações de rede, os chamados "fônons, "e dar ao material suas propriedades supercondutoras, Disse Penev. "A supercondutividade se torna uma manifestação da função de onda macroscópica que descreve toda a amostra. É um fenômeno incrível, " ele disse.

p Não foi inteiramente por acaso que o primeiro artigo teórico estabelecendo a condutividade em um material 2-D apareceu mais ou menos na mesma época em que as primeiras amostras do material foram feitas por laboratórios nos Estados Unidos e na China. Na verdade, um artigo anterior do grupo Yakobson havia oferecido um roteiro para isso.

p O boro 2-D agora produzido é uma coisa boa, de acordo com Yakobson e os autores principais Penev e Alex Kutana, um pesquisador de pós-doutorado na Rice. "Há anos trabalhamos para caracterizar o boro, de aglomerados de gaiolas a nanotubos e planas, mas o fato de que esses papéis apareceram tão próximos significa que esses laboratórios podem agora testar nossas teorias, "Yakobson disse.

p "Em princípio, este trabalho poderia ter sido feito há três anos também, "disse ele." Então por que não o fizemos? Porque o material permaneceu hipotético; Certo, teoricamente possível, mas não tínhamos um bom motivo para levá-lo longe demais.

p "Mas, no outono passado, ficou claro, a partir de reuniões e interações profissionais, que isso pode ser feito. Agora, esses artigos foram publicados. Quando você pensa que está acontecendo de verdade, o próximo nível de exploração se torna mais justificável, "Yakobson disse.

p Os átomos de boro podem formar mais de um padrão quando se unem como um material 2-D, outra característica prevista por Yakobson e sua equipe que agora se concretizou. Esses padrões, conhecidos como polimorfos, pode permitir que os pesquisadores sintonizem a condutividade do material "apenas escolhendo um arranjo seletivo dos orifícios hexagonais, "Penev disse.

p Ele também observou que as qualidades do boro foram sugeridas quando os pesquisadores descobriram, há mais de uma década, que o diborito de magnésio é um supercondutor elétron-fônon de alta temperatura. "As pessoas perceberam há muito tempo que a supercondutividade se deve à camada de boro, "Penev disse." O magnésio atua para dopar o material, derramando alguns elétrons na camada de boro. Nesse caso, não precisamos deles porque o boro 2-D já é metálico. "

p Penev sugeriu que isolar boro 2-D entre camadas de nitreto de boro hexagonal inerte (também conhecido como "grafeno branco") pode ajudar a estabilizar sua natureza supercondutora.

p Sem a disponibilidade de um bloco de tempo em vários grandes supercomputadores governamentais, o estudo teria demorado muito mais tempo, Yakobson disse. "Alex fez o trabalho pesado no trabalho computacional, "ele disse." Transformar isso de uma discussão na hora do almoço em um verdadeiro resultado de pesquisa quantitativa exigiu um grande esforço. "

p O artigo é o primeiro do grupo de Yakobson sobre o tema da supercondutividade, embora Penev seja um autor publicado sobre o assunto. "Comecei a trabalhar com supercondutividade em 1993, mas sempre foi uma espécie de hobby, e eu não tinha feito nada sobre o assunto em 10 anos, "Penev disse." Então, este artigo traz um círculo completo. "