Представьте мир, где электромобили заряжаются беспроводным способом прямо на ходу 🚀, ноутбуки в сотни раз мощнее, а чистая энергия доступна без ограничений 🌍⚡.
Это будущее, по словам учёных, зависит от создания новых сверхпроводников — материалов, передающих электричество почти без потерь. Но есть проблема: все известные сверхпроводники (от свинца до экзотических сплавов) требуют экстремального холода ❄️ или давления, что делает их непрактичными. Более того, учёные до конца не понимают, как они работают, что затрудняет их улучшение 🧩.
Сейчас сверхпроводники используются в МРТ, поездах на магнитной подушке 🚄 и ускорителях частиц, но они очень дорогие 💸 и капризные. Прорывом станут материалы, которые можно проектировать «под заказ» — дешёвые и универсальные.
Команда учёных из Колумбийского университета под руководством физика Кори Дина сделала шаг к этой цели 🔬. В исследовании, опубликованном в Nature, они показали, что диселенид вольфрама (материал с кристаллической структурой) становится сверхпроводником, если его разрезать на слои толщиной в 1–2 атома и особым образом модифицировать 🏆.
Это один из первых случаев, когда сверхпроводимость удалось вызвать наноразмерными изменениями структуры материала. Открытие даёт ключи для создания сверхпроводников нового поколения 🔑.
С 2020 года команда экспериментировала с диселенидом вольфрама, вдохновлённая работами по графену — его сверхпроводимость проявляется при определённом угле скручивания слоёв 🔄. Учёные задались вопросом: уникален ли графен, или так можно модифицировать любые двумерные материалы? 🤔
Ответ нашёлся: два слоя диселенида вольфрама, повёрнутые на 5° друг относительно друга и охлаждённые до -272,7°C ❄️, пропускают электроны с невероятной скоростью — на порядки быстрее, чем обычные металлы ⚡.
Пока такие материалы работают только при сверхнизких температурах, но открытие Дина — важный шаг 🌟. Оно раскрывает новые механизмы сверхпроводимости и вселяет надежду, что однажды учёные создадут материалы, работающие в «обычных» условиях.
«Сверхпроводник, функционирующий при комнатной температуре, — это наша мечта», — говорит Дин 💭. Такой материал революционизирует электронику, медицину, энергетику и транспорт 💥.
«Наше открытие может стать ключом к воплощению этой мечты в реальность» 🔑✨.
Материал предоставлен Колумбийским университетом.