Superconduttività a temperatura ambiente trovata nei grani di grafite

Ecco una ricetta interessante. Prendi un cucchiaio di polvere di grafite e mescolalo in un bicchiere d'acqua. Lasciare per 24 ore a temperatura ambiente e poi filtrare la polvere. Infine infornare per una notte a 100°C e lasciar raffreddare.

E voilà! Un materiale che superconduce a una temperatura ambiente di oltre 300 kelvin. Almeno questa è l'affermazione oggi di Pablo Esquinazi e compagni dell'Università di Lipsia in Germania.

Se sembra troppo bello per essere vero, vale la pena dare un'occhiata all'affermazione in modo più dettagliato poiché ci sono più di alcuni avvertimenti.

Innanzitutto, questo non è un materiale sfuso convenzionale. L'affermazione dalla Germania è che la superconduttività si verifica all'interfaccia tra i grani di grafite dopo che si sono asciugati.

Quindi questo è un effetto superficiale che coinvolge solo una piccola frazione della massa totale di carbonio nella polvere, solo lo 0,0001 per cento della massa, secondo Esquinazi e co.

Inoltre, l'effetto è chiaramente fragile. Esquinazi e co dicono che la superconduttività scompare se la polvere trattata viene pressata in pellet.

Quindi, tutto ciò che consente alla superconduttività di verificarsi alle interfacce dei grani viene distrutto quando i grani vengono premuti insieme.

Infine, l'evidenza sperimentale è allettante piuttosto che definitiva. In circostanze ordinarie, le affermazioni sulla superconduttività richiedono tre diverse linee di prova. Innanzitutto, non c'è resistenza. In secondo luogo c'è l'effetto Meissner in cui il campione riflette un campo magnetico esterno. E infine ci devono essere prove di una transizione di fase superconduttiva, come un improvviso cambiamento nelle proprietà magnetiche del materiale quando si verifica la superconduttività.

È questo effetto finale che Esquinazi e co discutono nel loro articolo. Dicono che le proprietà magnetiche del materiale, come il suo momento magnetico, cambiano in modo coerente con la presenza di vortici superconduttori.

Sottolineano che un effetto simile si verifica in altri ossidi superconduttori granulari. E dicono anche che effetti simili sono stati osservati più volte nei materiali a base di carbonio negli ultimi 40 anni circa.

Questi ragazzi ipotizzano che l'acqua droghi la superficie della grafite con l'idrogeno e questo svolga un ruolo nel collegare insieme i grani. Questo, dicono, spiega la superconduttività e perché la pressione del grano rompe i legami tra di loro.

È interessante ma non è affatto una schiacciata. Tuttavia, è probabile che scateni una raffica di lavoro per indagare in modo più dettagliato sulle proprietà della grafite imbevuta.

Gli Esquinazi non sono stati in grado di misurare le proprietà superconduttive dei singoli grani. Quindi questa sarà una priorità nel lavoro futuro. I fisici vorranno vedere le prove della conduttività zero e dell'effetto Meissner in queste particelle.

Successivamente, sarà importante elaborare la struttura del carbonio superconduttore e il ruolo che svolge l'idrogeno (se non del tutto).

Esquinazi e colleghi sollevano la possibilità che ci possa essere qualcosa di simile all'aumento della temperatura superconduttiva di alcuni materiali dopo che sono stati immersi nell'alcol, una scoperta di cui abbiamo discusso all'inizio di quest'anno.

Infine, è difficile immaginare che i grani superconduttori saranno di grande utilità a lungo termine, quindi i fisici vorranno trovare un modo per riprodurre l'effetto in un materiale sfuso, ad esempio lungo un filo.

Quindi c'è molto lavoro da fare. Significativamente, Esquinazi e co hanno aspettato fino a quando il loro lavoro è stato pubblicato in una rivista con revisione paritaria prima di posizionare la carta su arXiv.

Ciò dovrebbe dare ai fisici la certezza che c'è qualcosa che vale la pena perseguire qui. E, naturalmente, le implicazioni e le ricompense sono potenzialmente enormi, il che aggiunge un minimo di incentivo extra.

Esquinazi e compagni ne sono chiaramente consapevoli. Concludono il loro articolo in questo modo: i risultati complessivi indicano che la superconduttività a temperatura ambiente sembra essere raggiungibile e che i metodi qui utilizzati o metodi simili possono aprire la strada a una nuova generazione di dispositivi superconduttori con benefici inaspettati per la società.

Staremo a guardare.

Rif: arxiv.org/abs/1209.1938 : Il drogaggio della grafite può innescare la superconduttività a temperatura ambiente? Prove per la superconduttività granulare ad alta temperatura nella polvere di grafite trattata con acqua

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