گرافن می‌تواند همان ابررسانای رؤیایی دانشمندان باشد

دانشمندان طی یک مطالعه‌ی جدید به بررسی گرافن به‌عنوان یک ماده‌ی ابر رسانا در حالت طبیعی پرداختند. آن‌ها به این نتیجه رسیدند که دو لایه‌ی بالایی گرافن چنانچه در حالت زاویه‌ی جادویی نسبت به هم قرار بگیرند، می‌توانند الکترون‌ها را بدون هیچ گونه مقاومتی هدایت کنند.

جالب است که این نتیجه‌گیری به‌صورت کاملا تصادفی و باورنکردنی به‌ دست آمده است. پژوهشگران در حال کشف خواص گرافن در حالت زاویه‌ی جادویی (۱.۱ درجه) بودند. پیش از این نظریه‌هایی پیش‌بینی کرده بودند که قرارگیری اتم‌های موجود در لایه‌های مواد دوبعدی در زاویه‌ی ۱.۱ درجه باعث می‌شود الکترون‌ها رفتارهای جذابی از خود نشان دهند. با این حال آن‌ها انتظار مشاهده‌ی این رفتار را نداشتند.

پس از آن که پژوهشگران با استفاده از یک میدان الکتریکی، دو ورقه‌ی گرافنی را به یک ابررسانا تبدیل کردند، با انجام آزمایش‌های دیگر برای مشاهده‌ی دیگر خواص به کار خود ادامه دادند. پابلو جاریلو- هرو از فیزیکدان‌های دانشگاه MIT، در مصاحبه‌ای با ژورنال Nature گفت:

ما این اثر را در دستگاه‌های مختلف مشاهده و با همکاران خود اندازه‌گیری کردیم. از این‌رو به یافته‌ی خود کاملا اطمینان داریم.

دانشمندان پیش از این در خصوص قابلیت‌های رسانایی باورنکردنی گرافن اطلاعاتی به دست آورده بودند. یک نمونه‌ی آن مطالعه‌ی سال گذشته بود که طی یک بررسی مشاهده کردند با تقویت گرافن با اتم‌های کلسیم می‌توان خاصیت ابررسانایی را در آن مشاهده کرد. با این حال، این نخستین بار است که خاصیت ابررسانایی در گرافن بدون هیچ گونه تغییری در ساختار آن مشاهده شده است.

از دیگر نتایج این کشف که به‌صورت دو مقاله در Nature منتشر شده، این است که می‌توان ابررساناها را در مسیری توسعه داد تا در دمای اتاق هم کارآیی لازم را داشته باشند. اکثر ابررساناها تنها در دمای نزدیک به صفر مطلق کار می‌کنند. در واقع، بیشترین دمایی که ابررساناها قادر به تحمل آن هستند، حدود ۱۴۰- درجه‌ی سانتی‌گراد است. این محدودیت دمایی باعث شده است که استفاده از ابررساناها در مقیاس‌های بزرگ قابل استفاده نباشد؛ ضمن این که دستیابی به این شرایط دشوار و گران‌قیمت خواهد بود.

قابل استفاده بودن ابررساناها در دمای اتاق می‌تواند آن‌ها را در فناوری‌های پزشکی و شبکه‌های برق کارآمدتر کند. اکنون تولید و استفاده از گرافن در مقیاس‌های بزرگ‌تر ممکن شده است. در حال حاضر این مطالعات تنها به کشف قابلیت‌های ابررسانایی گرافن در حالت خالص پرداخته‌اند؛ هر چند دیگر توانایی‌های این ماده‌ی فوق‌العاده هم می‌تواند شگفت‌انگیز باشد.