Graphen ist in Null-Widerstand Wunder Material verwandelt.

Atom-dünne Schichten von Kohlenstoff in Supraleitern verwandelt werden können – außergewöhnliche Materialien, die Strom leiten, ohne Energie zu zerstreuen, Physiker sagen. Die Erkenntnisse könnten helfen zu fortgeschrittenen Magnetsensoren für Gehirn-scanning, die Forscher hinzugefügt führen.

Die Form des Kohlenstoffs gefunden in Bleistiften ist Graphit, der besteht aus Platten von Kohlenstoff, die auf einander gestapelt. Die Blätter werden als Graphen bezeichnet, und sie bestehen aus einer einzigen Schicht von Kohlenstoff-Atome in einem Wabenmuster angeordnet.

Graphen ist außerordentlich starke – etwa 200 mal stärker als Stahl nach Gewicht. Graphen ist auch stark elektrisch leitfähig und Wissenschaftler weltweit erforschen, ob es in fortgeschrittene Schaltungen und anderen elektronischen Geräten verwendet werden kann. [8 chemische Elemente, die, denen Sie noch nie von gehört]

Obwohl Graphen viele spektakuläre elektronische Eigenschaften hat, war bis jetzt Supraleitung eine bemerkenswerte Ausnahme. Supraleiter leitend mit Null-Widerstand und so effizienter Stromleitungen führen können. (Energieversorgungsunternehmen verlieren in der Regel etwa 7 Prozent ihrer Energie Hitze verursachten Widerstand im Getriebe Drähte.)

Supraleitung wurde zuvor in Graphit gesehen. Theoretische Modelle vorgeschlagen, dass Graphen könnte auch supraleitende, wenn mit Zusätzen geschmückt.

Jetzt hat ein internationales Team von Wissenschaftlern die erste supraleitende Graphen durch Beschichtung mit Lithiumatome geschaffen.

"Viele Gruppen seit vielen Jahren zur Supraleitung mit Graphen zu erreichen versucht haben", sagte Studie Studienleiter Andrea Damascelli, Direktor der University of British Columbia Quantum Angelegenheit Institut in Vancouver, Live Science. "Der Weg, die Vorbereitung der Proben ist der Schlüssel."

Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Festkörperforschung in Stuttgart, Deutschland, erstellt die Graphen-Blätter. Forscher an der University of British Columbia beschichtet dann den Graphen mit Lithium-Atomen.

Frühere Versuche, supraleitenden Lithium-beschichtete Graphen erstellen ist fehlgeschlagen, da der Beschichtungstechniken Quellen der Instabilität, wie Wärme eingeführt. Diese Instabilität gemacht Lithium Atome streuen um auf Art und Weise, die den Graphen von gehalten supraleitenden.

Stattdessen beschichtet Damascelli und seine Kollegen ihre Graphene Blätter mit Lithium in ultra-high-Vakuum-Bedingungen bei über minus 450 Grad Fahrenheit (minus 268 Grad Celsius), nur etwa 5 Grad über dem absoluten Nullpunkt.

Supraleitung setzt auf Elektronen nicht gegenseitig abstoßen, wie in gewöhnlichen Materialien, aber stattdessen bilden zarte Paare, die mühelos durch Supraleiter fließen können. Elektronen in dieser Paare werden von Phononen oder Vibrationen der Supraleiter Atome zusammengehalten. Die Lithiumatome verbessert die Phonon-Bindung von Elektronen in Graphen, so dass Supraleitung bei minus 449 Grad F (minus 267 Grad Celsius) auftreten.

Die Forscher halte nicht supraleitenden Graphen verwendet wird, um eine effizientere Stromleitungen zu entwickeln. Vielmehr schlägt Damascelli es in außerordentlich sensibel Magnetsensoren bekannt als Tintenfische oder supraleitenden Quantum Störungen Geräte, die Aktivität des Gehirns mit exquisiten Detail-scan können verwendet werden könnte.

"Es könnte zu einem 100-fold Anstieg der Empfindlichkeiten haben wir derzeit führen", sagte Damascelli. "Das ist, wo die Supraleitung wirklich einen großen Einfluss haben könnte."

Die Natur des Graphen der Supraleitung, verstehen, die sie Wege finden, um es Supraleitfähigkeit bei wärmeren Temperaturen machen helfen könnte hoffen die Forscher, besser, gesagt Damascelli.

Die Wissenschaftler ihre Ergebnisse detailliert Online-Sept. 7 in der Zeitschrift Proceedings der National Academy of Sciences.

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