Ona, polita eta, faborez, supereroalea

Arkatza hartu, eta paper batean marraztu. Marraztutakoaren gainean zeloa itsatsi, eta, ondoren, askatu. Arkatzean zegoen grafitoa geruza mehe bihurtu da, zeloan itsatsita. Funtsean, eta sinplifikatuz, grafenoa da hori. Karbono atomo baten lodieraz osatutako geruza.

Material horrek izugarrizko ezaugarriak ditu: malgua eta arina izanda, izugarri gogorra da. Horregatik, luze eta zabal hitz egin da etorkizunean izango dituen aplikazioei buruz. Aste honetan aurkeztu dute itxaropen berri bat: material supereroalea bihurtzeko aukera ireki berri dute zientzialariek.

Astelehenean, Nature aldizkarian eman zuten aurkikuntzaren berri, MIT Massachusettseko Teknologia Institutuko zientzialariek sinatutako bi artikulutan. Aurkikuntza egin duen ikerketa taldea gidatzen du Pablo Jarillo Herrero fisikariak, eta hark eman ditu gaiari buruzko xehetasunak. «Laburbilduz, grafenozko estruktura bat baliatuz, supereroale bihurtzen den material isolatzailea lortu dugu».

Lehenik, grafenoan egoera isolatzaile bat eragin dute. «Hau ez da batere ohikoa, normalean grafenoa material eroalea baita». Hori lortzeko, bi grafeno geruza hartu, eta bata bestearen gainean jarri dituzte, 1,1 graduko angeluan biratuta. Egoera horretan, eroalea den materiala isolatzaile bihurtzea lortu dute. Baina harago joan dira. «Behin egoera isolagarri hori izanda, elektroi bakar batzuk gehitu dizkiogu, eta, horrela, material supereroale bihurtzeko gai izan gara».

Adituak azaldu duenez, lortu dituzten bi egoera horiek oso antzekoak dira tenperatura altuko supereroaleek erakusten duten portaerarekiko, eta horrek ikerketa lerro bat ireki du. Fisikariak nabarmendu du grafenoan oinarritutako sistema hori askoz malguagoa dela. «Bereziki, gertatzen denaren inguruan kontrol elektrikoa daukagu. Beste tenperatura altuko supereroaleetan ez dago kontrol hori».

XX. mendearen hasieran aurkitu zenetik, supereroankortasuna fisikarien jomugan izan da. Material horiek erresistentzia elektrikorik ez dutenez, horietan zehar doan elektrizitateak ez du galerarik, eta hori abantaila nabarmena da.

Zientzialariek supereroale konbentzionalak eta ez-konbentzionalak bereizten dituzte. Lehenak metalak dira. Horiek giro tenperaturan eroale dira, baina supereroale bihurtzeko oso tenperatura baxuak erabili behar dira, eta horrek izugarri zailtzen du erabilpena. Metal horiek supereroale bihurtzeko tenperatura kritikoa zero absolututik oso gertu dago. Fisikariek Kelvin (K) eskala erabiltzen dute tenperaturak zehazteko. 0 Kelvin gradu, beraz, -273 gradu zentigradu dira.

Azken hamarkadetan, baina, material ez-konbentzionalak aurkitu dira. Horietan, erabili beharreko tenperatura ez da hain baxua. «Kupratoak talde horretakoak dira. Normalean oso eroale txarrak dira, baina kimikoki dopatzen ditugunean, hau da, ezpurutasun kimikoak sartzen ditugunean, tenperatura baxuetan supereroale bilakatzen dira».

Material berri horien ezaugarriak duela 30 urte inguru aurkitu baziren ere, oraindik orain zientzialariek ez dute horien portaera ondo ulertzen. Grafenoarekin egindako aurkikuntzak ulermen horretan lagunduko duen esperantza du fisikariak.

DIPC Donostia International Physics Centerreko ikertzaile Ion Errearen aburuz, Jarillo Herrerok gidatzen duen taldearen aurkikuntzak fase berri bat ireki dezake fisikan. «Aurrenekoz, grafeno puruan supereroankortasuna lortu dute». Erreak argitu du orain arte beste hainbat ikerketak ere grafenoan supereroankortasuna lortu dutela, «baina metal alkalinoekin dopatuta, litioa eta sodioa erabilita».

Aste honetan APS AEBetako Fisika Elkarteak Los Angelesen (AEB) prestatutako fisika kongresu batean izan da Errea, eta handik hitz egin du BERRIArekin. Mundu mailan, fisika bilerarik garrantzitsuena da. 11.000 bat fisikarik parte hartu dute.

Aukera berriak

Aurkikuntzaren garrantzia aitortuta ere, Erreak ñabardura batzuk jarri dizkio. «Aurkitu duten sistema hori tenperatura altuko supereroaleen antzekoa izan daitekeela diote. Baina, nire ustez, hori gehiegi esatea da. Izan ere, agian elektroi-fonoi elkarrekintzak azaldu lezake portaera hori». Ohiko supereroankortasuna elektroi pareei esker sortzen dela azaldu du Erreak. «Normalean, elektroi-fonoi elkarrekintza da. Fonoiak material batean dauden ioien bibrazioak dira».Tenperatura altuko supereroaleetan, ordea, fisikariek oraindik ez dakite zein zen elkarrekintza horren abiapuntua. «Seguruenera ez da elektro-fonoi elkarrekintza, beste zerbait baizik. Baina horren inguruko eztabaida dago».

Errea duela gutxi irekitako beste ikerketa lerro batean dabil lanean: hidrogeno sulfuroa. Horren inguruko hitzaldia eman du kongresuan. Bide hori erabilita, tenperatura igotzea lortu dute, 200 Kelvin gradu ingurura (-73 C), baina oso presio handietan (150 gigapascalera). Azken helburua, noski, portaera hori giro tenperaturan eta presioan erdiestea litzateke. Lortuko al da hori? «Zaila da horri erantzutea. Kongresu honetan ikusitako grafika bat oso adierazgarria da. Orain arte tenperaturari dagokionez izan diren aurrerapenak kontuan izanda, 2900. urtean lortuko genuke. Tira, hori ez da egia, beti agertzen direlako aurrerapen berriak: kupratoak eta hidrogeno sulfuroa horren adibide dira».