Текст уведомления здесь

Углеродная цепь повысила температуру сверхпроводимости углеродных нанотрубок

Ученые из Уральского федерального университета совместно с коллегами из МГУ рассчитали температуру, при которой углеродные нанотрубки проводят ток без сопротивления, и нашли способ эту температуру повысить.
Добавить в закладки
Комментарии

Сверхпроводники лишены электрического сопротивления и потому умеют проводить электрический ток без потерь. Из-за этого свойства их используют в циклотронах, поездах на магнитной подушке, линиях электропередач и сверхчувствительных магнитометрах (приборах для измерения магнитного поля Земли). Эффект сверхпроводимости проявляется в материалах только при температуре, которая лишь немного выше абсолютного нуля (-273°C).

Свойством сверхпроводимости обладают и углеродные нанотрубки — разновидность графена, свернутого в трубку со стенками из одного слоя атомов углерода. Сверхпроводимость у нанотрубок открыли еще десять лет назад. Трубки имеют диаметр всего четыре ангстрема (ангстрем — десятая доля нанометра), то есть близки к одномерным материалам. В них при температуре вблизи абсолютного нуля образуются пары электронов, называемые куперовскими, они и ответственны за сверхпроводимость.

Сейчас нанотрубки становятся сверхпроводником при 15 градусах выше абсолютного нуля. Ученые из УрФУ пробовали изменить структуру нанотрубок, чтобы повысить температуру, при которой в нанотрубках возникает сверхпроводимость. Для этого они поместили внутрь одностенных углеродных нанотрубок «нитку» из цепочки атомов углерода толщиной всего в один атом. Эта цепочка сама по себе не образовывает связей с атомами в составе трубки, но при этом трубка меняет геометрию, сжимаясь и изгибаясь.

Когда ученые УрФУ изменили форму внутренней углеродной цепочки с прямой на зигзагообразную, им удалось поднять температуру перехода в состояние сверхпроводимости на 45 градусов. Чтобы добиться наилучшего эффекта, углы этих зигзагов рассчитали математически, и эти предсказания оказались верными.

«Никто в мире не мог успешно рассчитать температуру сверхпроводимости одностенной углеродной нанотрубки с 2001 года, — поясняет доктор Чи Хо Вонг. — Но нам это удалось сделать в 2017 году. Мы вставили углеродную цепочку внутрь углеродной нанотрубки для того, чтобы понять, как это влияет на сверхпроводимость». Ученые считают, что введение углеродной цепи в нанотрубки поможет еще больше повысить температуру, при которой в них появляется эффект сверхпроводимости.

Работа ученых описана в журнале Carbon.

Ранее российские ученые объяснили высокое сопротивление контактов в углеродных нанотрубках.

Добавить в закладки
Комментарии
Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы