El grafè també és superconductor

BarcelonaEl grafè és un dels materials que estan cridats a protagonitzar el futur. És cinc vegades més lleuger que l’alumini i 200 vegades més resistent que l’acer. En un estudi publicat a l’últim número de la revista Nature, s’ha trobat que, a més, en determinades condicions aquest material pot assolir propietats de superconductor, és a dir, que pot conduir el corrent elèctric sense oposar-hi cap resistència.

El grafè es pot entendre com la llesca més fina de carboni que es pot fer, d’un àtom de gruix. En aquesta configuració, els àtoms de carboni es disposen com si estiguessin situats als vèrtexs d’una malla d’hexàgons, i els enllaços que s’estableixen entre ells confereixen al material aquestes propietats mecàniques tan especials. Els autors del treball, encapçalats per l’investigador valencià Pablo Jarrillo, que treballa a l’Institut Tecnològic de Massachusetts (MIT), als Estats Units, han utilitzat un procés de nanofabricació molt complex per situar dues capes de grafè una sobre l’altra. A continuació, les han girat una respecte a l’altra en un angle minúscul: 1,1 graus. I han descobert que si es refreda aquesta estructura fins a 271,45 graus sota zero i se li aplica la càrrega elèctrica adequada, apareix la superconductivitat.

El fenomen de la superconductivitat es va descobrir el 1911, com a conseqüència de les millores de les tècniques de refredament. En aquella època, gràcies a la utilització d’heli líquid, a 269 graus sota zero, es va observar que alguns materials deixaven passar el corrent elèctric sense oposar-hi resistència quan es refredaven fins a aquestes temperatures. Tot i que aquesta propietat té unes aplicacions industrials evidents, les baixes temperatures requerides n’han limitat l’ús. Avui, però, es coneixen els anomenats superconductors d’alta temperatura, alguns dels quals només cal refredar-los fins als 140 graus sota zero. Tot i que encara no s’entenen gaire bé, l’avantatge d’aquests materials és que es poden refredar fins a 196 graus sota zero amb nitrogen líquid, molt més fàcil d’obtenir que l’heli líquid. Malgrat això, els superconductors encara són costosos d’obtenir i mantenir. Per això només s’utilitzen en aplicacions molt específiques, com els trens que leviten, els acceleradors de partícules o els escàners de ressonància magnètica nuclear.

Una tècnica més controlable

Segons els autors de l’estudi, com que la troballa representa una nova manera d’assolir la superconductivitat, la metodologia desenvolupada podria constituir una eina nova i molt diferent per estudiar el fenomen. L’avantatge principal de la tècnica que han utilitzat és que és molt més controlable que les anteriors, de manera que pot permetre una comprensió més profunda de la superconductivitat a altes temperatures. En un futur, aquest descobriment podria tenir aplicacions en el disseny de transistors que podrien revolucionar l’electrònica actual, o fins i tot en el camp de la informació quàntica, la tecnologia amb què probablement ens acabarem comunicant tots en el futur de manera més ràpida i segura que avui.