Manipular los átomos para hacer mejores superconductores
Los científicos se han interesado en los superconductores -materiales que transmiten electricidad sin perder energía- durante mucho tiempo debido a su potencial para avanzar en la producción de energía sostenible. Sin embargo, los grandes avances han sido limitados porque la mayoría de los materiales que conducen electricidad tienen que estar muy fríos, en cualquier lugar entre -425 y -171 grados Fahrenheit, antes de que se conviertan en superconductores.
Los átomos de cobalto (rojo) se colocan en una superficie de cobre (verde) uno a uno para formar una gota Kondo, lo que conduce a un patrón colectivo que es el elemento fundamental de la superconductividad.
Dirk Morr
Un nuevo estudio de investigadores de la Universidad de Illinois en Chicago, publicado en la revista Nature Communications, muestra que es posible manipular átomos individuales para que empiecen a trabajar en un patrón colectivo que tiene el potencial de convertirse en superconductores a temperaturas más altas.
"Esta exitosa prueba de concepto abre oportunidades sin precedentes para diseñar nuevos materiales inteligentes, y en última instancia, un superconductor a temperatura ambiente", dijo Dirk Morr, autor correspondiente y profesor de física de la UIC en el Colegio de Artes y Ciencias Liberales.
Morr y sus colegas, incluyendo a Hari Manoharan de la Universidad de Stanford, utilizaron una técnica conocida como manipulación atómica, para colocar átomos individuales de cobalto en una superficie metálica de cobre en un patrón hexagonal perfectamente ordenado, llamado gota Kondo.
"Habíamos predicho teóricamente que para ciertas distancias entre los átomos de cobalto, este sistema nanoscópico debería comenzar a exhibir un comportamiento colectivo, mientras que para otras distancias, no debería", dijo Morr.
Las predicciones fueron confirmadas por experimentos que mostraron que el comportamiento colectivo aparece en las gotas de Kondo que contienen tan sólo 37 átomos de cobalto.
"Este es un importante paso adelante, ya que la creación de un comportamiento colectivo es el pilar fundamental del que surge la superconductividad. Nos permite acercarnos un paso más al desarrollo de la teoría que describe el proceso de cómo los materiales podrían convertirse en superconductores a temperatura ambiente", dijo Morr. "Este trabajo es un ejemplo de cómo pensar fuera de la caja y usar principios de otros campos de investigación para promover la innovación. Esperamos que este descubrimiento conduzca a nuevos superconductores y mejore los sistemas de energía sostenible".
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