Supraconductivité à température ambiante trouvée dans les grains de graphite

Voici une recette intéressante. Prenez une cuillerée de poudre de graphite et mélangez-la dans un verre d'eau. Laisser 24 heures à température ambiante puis filtrer la poudre. Enfin, enfournez une nuit à 100°C et laissez refroidir.

Et voila ! Un matériau supraconducteur à plus de 300 kelvins de température ambiante. C'est du moins ce que prétendent aujourd'hui Pablo Esquinazi et ses amis de l'Université de Leipzig en Allemagne.

Si cela semble trop beau pour être vrai, cela vaut la peine d'examiner la revendication plus en détail car il y a plus que quelques mises en garde.

Premièrement, il ne s'agit pas d'un matériau en vrac conventionnel. L'affirmation de l'Allemagne est que la supraconductivité se produit à l'interface entre les grains de graphite après leur séchage.

C'est donc un effet de surface qui n'implique qu'une infime fraction de la masse totale de carbone dans la poudre – seulement 0,0001 % de la masse, selon Esquinazi and co.

De plus, l'effet est clairement fragile. Esquinazi et co disent que la supraconductivité disparaît si la poudre traitée est comprimée en pastilles.

Ainsi, tout ce qui permet à la supraconductivité de se produire aux interfaces des grains est détruit lorsque les grains sont pressés les uns contre les autres.

Enfin, les preuves expérimentales sont alléchantes plutôt que définitives. Dans des circonstances ordinaires, les allégations de supraconductivité nécessitent trois éléments de preuve différents. Premièrement, il n'y a aucune résistance. Deuxièmement, il y a l'effet Meissner dans lequel l'échantillon réfléchit un champ magnétique externe. Et enfin, il doit y avoir des preuves d'une transition de phase supraconductrice, comme un changement soudain des propriétés magnétiques du matériau lorsque la supraconductivité se produit.

C'est de cet effet final qu'Esquinazi et ses collègues discutent dans leur article. Ils disent que les propriétés magnétiques du matériau, telles que son moment magnétique, changent d'une manière compatible avec la présence de tourbillons supraconducteurs.

Ils soulignent qu'un effet similaire se produit dans d'autres oxydes supraconducteurs granulaires. Et ils disent également que des effets similaires ont été observés à plusieurs reprises dans les matériaux à base de carbone au cours des 40 dernières années environ.

Ces types émettent l'hypothèse que l'eau dope la surface du graphite avec de l'hydrogène et que cela joue un rôle dans la liaison des grains entre eux. Ceci, disent-ils, explique la supraconductivité et pourquoi la pression des grains rompt les liaisons entre eux.

C'est intéressant mais en aucun cas un slam dunk. Cependant, cela est susceptible de déclencher une rafale de travaux pour étudier plus en détail les propriétés du graphite trempé.

Esquinazi n'a pas été en mesure de mesurer les propriétés supraconductrices de grains individuels. Ce sera donc une priorité dans les travaux futurs. Les physiciens voudront voir des preuves de conductivité nulle et de l'effet Meissner dans ces particules.

Après cela, il sera important de déterminer la structure du carbone supraconducteur et le rôle que joue l'hydrogène (le cas échéant).

Esquinazi et ses collègues soulèvent la possibilité qu'il puisse y avoir une augmentation de la température supraconductrice de certains matériaux après leur trempage dans de l'alcool, une découverte dont nous avons discuté plus tôt cette année.

Enfin, il est difficile d'imaginer que les grains supraconducteurs seront d'une grande utilité à long terme. Les physiciens voudront donc trouver un moyen de reproduire l'effet dans un matériau en vrac, le long d'un fil, par exemple.

Il y a donc beaucoup de travail à faire. De manière significative, Esquinazi et co ont attendu que leur travail soit publié dans une revue à comité de lecture avant de placer leur papier sur l'arXiv.

Cela devrait donner aux physiciens l'assurance qu'il y a quelque chose qui vaut la peine d'être poursuivi ici. Et bien sûr, les implications et les récompenses sont potentiellement énormes, ce qui ajoute un minimum d'incitation supplémentaire.

Esquinazi et co en sont clairement conscients. Ils terminent leur article comme ceci : Les résultats globaux indiquent que la supraconductivité à température ambiante semble être atteignable et que les méthodes utilisées ici ou des méthodes similaires pourraient ouvrir la voie à une nouvelle génération de dispositifs supraconducteurs avec des avantages inattendus pour la société.

Nous allons regarder.

Réf : arxiv.org/abs/1209.1938 : Le dopage du graphite peut-il déclencher la supraconductivité à température ambiante ? Preuve de la supraconductivité granulaire à haute température dans la poudre de graphite traitée à l'eau

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