El flujo interminable de corriente eléctrica de los superconductores podría proporcionar nuevas opciones para el almacenamiento de energía y la transmisión y generación eléctrica supereficiente, por nombrar solo algunos beneficios. Pero la resistencia eléctrica cero de los superconductores se alcanza solo por debajo de una cierta temperatura crítica, cientosde grados Celsius bajo cero, y es muy costoso de lograr.
Los físicos de la Universidad de Belgrado en Serbia creen que han encontrado una forma de manipular las supercapas de superconductores supertina, tipo oblea, como el grafeno, una monocapa de carbono, cambiando así las propiedades del material para crear nuevos materiales artificiales para dispositivos futuros.Los resultados de los cálculos teóricos del grupo y los enfoques experimentales se publican en el Revista de Física Aplicada , de AIP Publishing.
"La aplicación de la tensión biaxial extensible conduce a un aumento de la temperatura crítica, lo que implica que lograr una superconductividad a alta temperatura se hace más fácil bajo tensión", dijo el primer autor del estudio del Laboratorio LEX de la Universidad de Belgrado, Vladan Celebonovic.
El equipo examinó cómo la conductividad dentro de los materiales de baja dimensión, como el grafeno dopado con litio, cambió cuando diferentes tipos de fuerzas aplicaron una "deformación" sobre el material. La ingeniería de deformación se ha utilizado para ajustar las propiedades de los materiales más voluminosos,pero la ventaja de aplicar deformación a materiales de baja dimensión, de un solo átomo de espesor, es que pueden soportar deformaciones grandes sin romperse.
La conductividad depende del movimiento de los electrones, y aunque tomó siete meses de arduo trabajo calcular con precisión las matemáticas para describir este movimiento en el modelo Hubbard, el equipo finalmente pudo examinar teóricamente la vibración y el transporte de electrones. Estos modelos, junto conLos métodos computacionales revelaron cómo la cepa introduce cambios críticos en las monocapas de diboruro de grafeno y dopado.
"Poner un material de baja dimensión bajo tensión cambia los valores de todos los parámetros del material; esto significa que existe la posibilidad de diseñar materiales de acuerdo con nuestras necesidades para todo tipo de aplicaciones", dijo Celebonovic, quien explicó que combinar la manipulación de la tensiónGracias a la adaptabilidad química del grafeno, existe la posibilidad de una gran variedad de nuevos materiales potenciales. Dada la alta elasticidad, resistencia y transparencia óptica del grafeno, la aplicabilidad podría ser de gran alcance: piense en dispositivos electrónicos y optoeléctricos flexibles.
Yendo un paso más allá, Celebonovic y sus colegas probaron cómo dos enfoques diferentes para la ingeniería de deformación de monocapas delgadas de grafeno afectaron la estructura reticular y la conductividad del material 2D. Para las láminas de grafeno "exfoliadas" en fase líquida, el equipo descubrió que las tensiones de estiramiento separan a los individuosse formaron escamas y aumentaron la resistencia, una propiedad que podría usarse para fabricar sensores, como pantallas táctiles y piel electrónica, un material electrónico delgado que imita las funcionalidades de la piel humana.
"En el estudio de microscopía de fuerza atómica en muestras de grafeno exfoliadas micromecánicamente, demostramos que las trincheras producidas en el grafeno podrían ser una plataforma excelente para estudiar los cambios locales en la conductividad del grafeno debido a la tensión. Y esos resultados podrían estar relacionados con nuestra teoríapredicción sobre los efectos de la tensión en la conductividad en sistemas unidimensionales ", dijo Jelena Pesic, otra autora del artículo, del Laboratorio de Grafeno de la Universidad de Belgrado.
Aunque el equipo prevé muchos desafíos para realizar los cálculos teóricos de este documento experimentalmente, están entusiasmados de que su trabajo pronto pueda "revolucionar el campo de la nanotecnología".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Instituto Americano de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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