p Cientistas da Universidade Federal de Ural (UrFU), juntamente com seus colegas da Lomonosov Moscow State University, descobriram um método matemático para calcular a temperatura na qual os nanotubos de carbono de parede única se tornaram supercondutores e desenvolveram uma maneira de aumentá-la, abrindo assim novas perspectivas para a aplicação de materiais supercondutores. O trabalho foi publicado em Carbono Diário. p Materiais supercondutores capazes de conduzir eletricidade sem resistência são usados ​​em ciclotrons, trens magnéticos, linhas de energia e magnetômetros super-sensíveis (dispositivos usados ​​para medir o campo magnético da Terra). Ainda, o principal problema com a supercondutividade é que ela é expressa em temperaturas ligeiramente acima do zero absoluto (-273 ° C). Se um material é supercondutor em torno de -70 ° C, visa um recorde. O líder entre todos os materiais é o sulfeto de hidrogênio congelado sob incrível pressão - ele se torna um supercondutor a -70 ° C.

p "A supercondutividade à temperatura ambiente é o sonho da humanidade. Por exemplo, seu celular não precisaria mais recarregar, e a eletricidade pode durar para sempre, "diz o Dr. Chi Ho Wong, pós-doutoranda pela Universidade Federal de Ural e co-autora do trabalho.

p A capacidade do carbono de se formar plano, Folhas de grafeno com um átomo de espessura (camadas separadas de grafite) atraíram a atenção dos cientistas. Rolar essa folha para fazer um tubo produz outra estrutura interessante - um nanotubo de carbono de parede única (SWCNT). Essas estruturas são altamente resistentes, refratar a luz de uma maneira incomum, e pode ser usado em muitas áreas, da eletrônica à biomedicina. Os átomos inseridos nas paredes de tais tubos podem alterar suas propriedades, incluindo condutividade. Pode depender da orientação dos hexágonos que formam a camada de carbono, no enchimento do tubo, ou em átomos adicionalmente inseridos ou anexados de outros elementos.

p Nanotubos de carbono de parede única são ativamente estudados como supercondutores em potencial. Contudo, seu diâmetro é igual a apenas 4 angstroms (quatro décimos de nanômetro), portanto, eles estão próximos de materiais 1-D. Em temperaturas próximas do zero absoluto, os chamados pares de elétrons de Cooper se formam dentro deles. Na ausência de curvatura, Pares de Cooper não se formam, e nenhuma supercondutividade é observada.

p "Nossa tarefa era mudar a estrutura 1-D para aumentar a temperatura de transição supercondutiva, "diz Anatoly Zatsepin, o chefe de um laboratório de pesquisa científica no Instituto de Física e Tecnologia, UrFU. "Acontece que se você empilhar SWCNTs, Pares de Cooper estabilizam, e um supercondutor é formado. "Ainda assim, mesmo essas pilhas requerem temperaturas bastante baixas para exibir propriedades supercondutoras - apenas 15 graus acima do zero absoluto.

p Os físicos encontraram uma solução para esse problema. Eles adicionaram um "fio" de carbono de um átomo de largura dentro de um SWCNT. A própria corrente não forma ligações com os átomos do tubo, mas faz com que o tubo mude sua própria geometria e flexione.

p Quando a equipe da UrFU mudou a forma da cadeia de carbono interna de reta para em zigue-zague, eles conseguiram aumentar a temperatura de transição da supercondutividade em 45 graus. Para obter o melhor efeito, os ângulos dos ziguezagues foram calculados matematicamente, e as previsões provaram estar corretas.