El flujo interminable de corriente eléctrica de los superconductores podría proporcionar nuevas opciones para el almacenamiento de energía y la generación y transmisión eléctrica supereficiente. por nombrar solo algunos beneficios. Pero la característica resistencia eléctrica cero de los superconductores se alcanza solo por debajo de una cierta temperatura crítica, cientos de grados centígrados bajo cero, y es muy caro de conseguir.

Los físicos de la Universidad de Belgrado en Serbia creen que han encontrado una forma de manipular el superdelgado, monocapas de superconductores en forma de obleas, como el grafeno, una monocapa de carbono, cambiando así las propiedades del material para crear nuevos materiales artificiales para futuros dispositivos. Los hallazgos de los cálculos teóricos del grupo y los enfoques experimentales se publican en el Revista de física aplicada .

"La aplicación de tensión biaxial de tracción conduce a un aumento de la temperatura crítica, lo que implica que lograr una superconductividad a alta temperatura se vuelve 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 materiales de baja dimensión, como el grafeno dopado con litio, cambió cuando diferentes tipos de fuerzas aplicaron una "tensión" sobre el material. La ingeniería de deformación se ha utilizado para ajustar las propiedades de materiales más voluminosos, pero la ventaja de aplicar tensión a materiales de dimensiones reducidas, solo un átomo de espesor, es que pueden soportar grandes esfuerzos sin romperse.

La conductividad depende del movimiento de electrones, y aunque se necesitaron siete meses de arduo trabajo para derivar con precisión las matemáticas para describir este movimiento en el modelo de Hubbard, el equipo finalmente pudo examinar teóricamente la vibración y el transporte de electrones. Estos modelos, junto con los métodos computacionales, reveló cómo la cepa introduce cambios críticos en las monocapas de grafeno dopado y diboruro de magnesio.

"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 la combinación de la manipulación de la tensión con la adaptabilidad química del grafeno da el potencial para una amplia gama de nuevos materiales potenciales. Dada la alta elasticidad, fuerza y ​​transparencia óptica del grafeno, la aplicabilidad podría ser de gran alcance, piense en dispositivos electrónicos y optoeléctricos flexibles.

Dando un paso más, Celebonovic y sus colegas probaron cómo dos enfoques diferentes para la ingeniería de deformaciones monocapas delgadas de grafeno afectaron la estructura reticular y la conductividad del material 2-D. Para láminas de grafeno "exfoliadas" en fase líquida, El equipo descubrió que las tensiones de estiramiento separaban las escamas individuales y, por lo tanto, aumentaban la resistencia, una propiedad que podría usarse para hacer sensores, como pantallas táctiles y e-skin, 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 predicción teórica sobre los efectos de la tensión sobre la conductividad en sistemas unidimensionales, "dijo Jelena Pesic, otro autor en el papel, del Laboratorio de Grafeno de la Universidad de Belgrado.

Aunque el equipo prevé muchos desafíos para realizar los cálculos teóricos de este artículo de manera experimental, están entusiasmados de que su trabajo pronto pueda "revolucionar el campo de la nanotecnología".