Científicos crean por primera vez un nanosandwich de grafeno retorcido capaz de producir superconductividad sintonizable

Estructura de grafeno.
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Getty Images

  • Un equipo de científicos del MIT ha conseguido crear una configuración de 3 hojas de grafeno retorcido que es capaz de producir una superconductividad.
  • Objetivo que han conseguido alcanzar gracias a un ajuste en su estructura y variaciones de la fuerza de un campo eléctrico externo, entre otros.
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El mundo parece haberse detenido con el coronavirus, pero la ciencia sigue avanzando, no se detiene.

Un artículo publicado en la revista Nature ha descubierto que la superposición de capas de grafeno podría resultar en un superconductor, según informa MIT News.

El hallazgo impulsado por Pablo Jarillo-Herrero, profesor de Física Cecil e Ida Green en el MIT, descubrió en 2018 la capacidad del grafeno bicapa era capaz de producir esta superconductividad, pero no ha sido hasta ahora cuando su equipo ha confirmado que 3 hojas de grafeno también funcionan.

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Una hoja de grafeno es una capa de grafito del tamaño de un átomo, donde sus átomos de carbono están organizados en forma de panal de abejas, pero más delgada y resistente con varias aplicaciones.

Esta configuración de 3 capas no solo proporciona una conductividad mucho más robusta, sino que también permite que las corrientes eléctricas pasen sin resistencia ni desperdicio de energía.

¿Cómo lo consiguieron? Ajustando la estructura y variando la fuerza de un campo eléctrico externo hasta alcanzar esa superconductividad tan inusual.

“No estaba claro si el grafeno bicapa era algo excepcional, pero ahora sabemos que no está solo, ya que tiene un primo de tres capas”, cuenta Jarillo-Herrero. "El descubrimiento de este superconductor amplía el campo twistronics en direcciones completamente nuevas, con aplicaciones potenciales en tecnologías de detección e información cuántica".

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Los expertos utilizaron la forma de un sándwich como inspiración, con 3 hojas de grafeno apiladas y cuya capa central debía estar girada 1,56 grados con respecto al resto.

De este modo se crearía una simetría que permitiría fluir sin resistencia, es decir, incitaría a los electrones del material a emparejarse y emparejarse, obteniendo una superconductividad.

A esa estructura de aproximadamente 1/100 del diámetro de un cabello humano, unos pocos micrómetros de ancho, decidieron bautizarla como nanosandwich.

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Tras colocar electrodos en los extremos y pasar la corriente eléctrica, los expertos vieron que no se disipaba ningún tipo de energía, lo que permitía esa conductividad abismal.

Además, el estudio reveló que la superconductividad se podía controlar de una forma totalmente nueva, ya que al usar un electrodo adicional se podía aplicar un campo eléctrico para cambiar la distribución de electrones entre las 3 capas de la estructura, sin cambiar su densidad.

Ahora los investigadores pretenden fabricar estructuras de grafeno retorcidas con más de 3 capas para ver si pueden mostrar superconductividad a temperaturas más altas, aunque la causa exacta de este descubrimiento todavía está por verse.

“Por el momento tenemos una correlación, no una causalidad”, añade el principal autor del estudio. "Ahora, al menos, tenemos un camino para explorar posiblemente una gran familia de nuevos superconductores basados en esta idea de simetría".

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