В России повысили проводимость наноуглерода: что это даст

Открытию помогли эксперименты с конфигурацией атомов. Вот что известно о достижении

Ученые из Уральского федерального университета (УрФУ) совместно с коллегами из Гонконга разработали технологию, которая позволяет делать из наноуглерода сверхпроводник при относительно рабочей температуре. Этого свойства материал достигает уже при 115 К при подборе правильной геометрии расположения атомов.

Авторы работы рассматривали наноуглерод в форме одноатомной линейной цепи, который называется карбином. Это самая тонкая углеродная проволока в мире. При обычной комнатной температуре карбин показывает себя полупроводником и классическим проводником. Однако при охлаждении жидким гелием до 3 К уже демонстрирует свойства сверхпроводника, то есть может пропускать ток без сопротивления.

Перед учеными стояла задача сделать так, чтобы карбин становился сверхпроводником при температуре жидкого азота, то есть 77 К. Это открыло бы новые перспективы в его использовании.

Тогда можно было бы говорить о технически реализуемых вещах, не только в лаборатории, но и в производственных условиях на ряде предприятий, где используются криогенные технологии. Реализация подобных свойств может иметь важные последствия для многих областей практической деятельности человека. Конечно, о широких промышленных масштабах применения пока говорить рано, впереди еще много работы, но здесь важно другое. В ходе нашей работы необходимо было выяснить перспективные методологические подходы к получению новых высокотемпературных сверхпроводников.

Анатолий Зацепинруководитель лаборатории «Гибридные технологии и метаматериалы»

Серия экспериментов позволила ученым определить, что температура проявления свойств сверхпроводимости зависит от взаимного расположения атомов в цепочке. Они рассчитали, что из одномерной цепочки получить высокотемпературный сверхпроводник сложно. Но по мере изучения материала стало понятно, что изгибы в нем влияют на эту характеристику. Так подобрали форму, похожую на кольцо или корону, при которой наноуглерод получает искомые свойства уже при температуре 115 К, то есть на 100 градусов большей, чем изначально.

Открытие имеет большие перспективы для многих областей: от создания наномагнитов и карт памяти до квантовой информатики и биомедицины. Наноуглерод востребован из-за своей механической прочности, а теперь его можно наделить свойствами сверхпроводника при достижимых в промышленности температурах.

Ранее мы рассказывали, что в Израиле создали первый квантовый компьютер на сверхпроводниках.