Сверхпроводники, способные работать при комнатной температуре, стали ближе к реальности

Ученые из Колумбийского университета сделали значительный шаг вперед в области сверхпроводимости, которая может изменить будущее технологий. Благодаря их работе сверхпроводники, способные передавать электроны без потерь энергии, становятся еще на шаг ближе к практическому использованию. В отличие от современных полупроводников, которые ограничены потерями энергии и низкой скоростью передачи, сверхпроводники обещают сделать возможным эффективную беспроводную зарядку автомобилей, более быстрые компьютеры и улучшенную передачу энергии. Однако ранее использование сверхпроводников было ограничено экстремальными условиями, такими как низкие температуры или высокое давление, что сдерживало их широкое применение.

Ранее физики нашли несколько материалов, которые могут быть сверхпроводниками при определенных условиях. К ним относятся свинец, олово, алюминий и экзотические соединения, такие как ниобий-титан. Однако из-за необходимости поддержания низких температур и высокого давления их использование ограничено в основном такими высокотехнологичными сферами, как аппараты МРТ и ускорители частиц. Эти технологии остаются дорогими и сложными в эксплуатации, что затрудняет массовое внедрение сверхпроводников в повседневную жизнь.

Появление нового открытия стало возможным благодаря исследованиям физика Пабло Харилло-Эрреры, который ранее работал в Массачусетском технологическом институте. Он обнаружил, что графен, состоящий из одного слоя атомов углерода, может проявлять сверхпроводимость, если его укладывать в несколько слоев и точно скручивать. На основе этого открытия команда из Колумбийского университета, возглавляемая Кори Р. Дином, продолжила исследования, сосредоточив внимание на соединении диселенида вольфрама. Они провели эксперименты с кристаллической структурой материала, что привело к получению сверхпроводимости с помощью наноразмерных модификаций. Это открытие позволяет надеяться на создание сверхпроводников, которые будут полезны в более широких сферах, а также снизят требования к температуре и давлению.

После долгих экспериментов команда смогла найти точный процесс индуцирования сверхпроводимости в двумерных материалах, скрученных с небольшим несоответствием решетки. Один из самых значительных успехов команды состоял в том, что полученная конструкция передавала электроны значительно быстрее, чем традиционные проводники. Однако до создания сверхпроводников, которые могут работать при комнатной температуре, еще предстоит пройти долгий путь. По словам ученых, это открытие, возможно, станет ключом к созданию более доступных и эффективных сверхпроводников в будущем.