Gli scienziati si sono interessati a lungo dei superconduttori, materiali che trasmettono elettricità senza perdere energia, a causa del loro potenziale per far progredire la produzione di energia sostenibile. Però, i principali progressi sono stati limitati perché la maggior parte dei materiali che conducono l'elettricità devono essere molto freddi, ovunque da -425 a -171 gradi Fahrenheit, prima che diventino superconduttori.

Un nuovo studio dei ricercatori dell'Università dell'Illinois a Chicago pubblicato sulla rivista Comunicazioni sulla natura mostra che è possibile manipolare singoli atomi in modo che inizino a lavorare in uno schema collettivo che ha il potenziale per diventare superconduttori a temperature più elevate.

"Questo proof of concept di successo apre opportunità senza precedenti per progettare nuovi materiali intelligenti, e alla fine, un superconduttore a temperatura ambiente, " disse Dirk Morr, autore corrispondente e professore di fisica all'UIC presso il College of Liberal Arts and Sciences.

Morr e i suoi colleghi, tra cui Hari Manoharan della Stanford University, utilizzato una tecnica nota come manipolazione atomica, posizionare singoli atomi di cobalto su una superficie metallica di rame in uno schema esagonale perfettamente ordinato, chiamato gocciolina di Kondo.

"Avevamo previsto teoricamente che per determinate distanze tra gli atomi di cobalto, questo sistema nanoscopico dovrebbe iniziare a mostrare un comportamento collettivo, mentre per altre distanze, non dovrebbe, " disse Morro.

Le previsioni sono state confermate da esperimenti che hanno mostrato che il comportamento collettivo appare nelle goccioline di Kondo contenenti solo 37 atomi di cobalto.

"Questo è un importante passo avanti, poiché la creazione di comportamenti collettivi è l'elemento fondamentale da cui emerge la superconduttività. Ci permette di fare un passo avanti verso lo sviluppo della teoria che descrive il processo di come i materiali potrebbero diventare superconduttori a temperatura ambiente, " Morr ha detto. "Questo lavoro è un esempio di pensare fuori dagli schemi e di utilizzare principi di altri campi di ricerca per promuovere l'innovazione. Speriamo che questa scoperta porti a nuovi superconduttori e migliori i sistemi energetici sostenibili".