Grafeeni voi muuttua suprajohteeksi paljon luultua korkeammassa lämpötilassa, kiitos grafeenin elektronien kvanttiominaisuuksien.
Asian osoittivat Aalto-yliopiston professorin Päivi Törmän ja Jyväskylän yliopiston professorin Tero Heikkilän tutkimusryhmät teoreettisen simuloinnin avulla.
Suomalaistutkimuksen julkaisi Physical Review B -lehti.
Grafeeni on yhden atomikerroksen paksuinen hiilimateriaali, jota pidetään maailman kestävimpänä aineena.
Vuoden läpimurto
Grafeenin mahdollisuuden muuttua suprajohteeksi havaitsi yhdysvaltalaisen MIT-yliopiston professori Pablo Jarillo-Herrero vuonna 2018. Näin tapahtuu, kun kaksi grafeenikerrosta on päällekkäin ja sopivasti kierrettyinä.
Physics World -lehti valitsi kaksikerrosgrafeenin suprajohtavuuden saman vuoden fysiikan alan läpimurroksi.
Fyysikot ympäri maailmaa ovat siitä lähtien etsineet ilmiölle selitystä.
Grafeeni muuttui suprajohtavaksi vain muutaman asteen päässä absoluuttisesta nollapisteestä eli –273,15 celsiusasteesta.
Mekanismin selvittäminen voisi kuitenkin auttaa kehittämään materiaaleja, jotka ovat suprajohtavia myös korkeammassa lämmössä.
Tähtäimessä huoneenlämpö
Suprajohteet ovat aineita, joiden sähkövastus katoaa kokonaan tietyn kriittisen lämpötilan alapuolella. Nykyään tunnetuilla suprajohteilla lämpötila on yleensä kylmempi kuin 200 pakkasastetta.
Suprajohteiden sovellukset vaativat siksi kalliita jäähdytysjärjestelmiä, mikä on rajoittanut niiden käyttöä vaikkapa kännykkäverkkojen tukiasemilla.
Jos suprajohde saataisiin toimimaan huoneenlämpötilassa, esimerkiksi tietokoneet kuluttaisivat paljon vähemmän energiaa kuin nykyisin.
(Kuva Antti Paraoanu) Taiteilijan näkemys kaksikerrosgrafeenista.
