Un equipo de fsicos del Instituto Tecnolgico de Massachussets (MIT, por sus siglas en ingls) han conseguido que la mina de grafito de un lpiz tenga unas propiedades de superconductividad y magnetismo tan elevadas cuyo valor se podra equiparar al del oro.
Los cientficos descubrieron que cinco capas de grafeno colocadas en un orden determinado permiten que los electrones se muevan y interacten entre s, provocando un fenmeno conocido como correlacin electrnica, segn confirm el Laboratorio de Investigacin de Materiales del MIT.
El sorprendente hallazgo llega tras dos dcadas de investigacin sobre el grafeno cuando se asil por primera vez. «En este caso, nunca nos dimos cuenta de que todas estas cosas interesantes estn incrustadas en el grafito. Es muy raro encontrar materiales que puedan albergar tantas propiedades», dice en un comunicado Long Ju, profesor asistente en el Departamento de Fsica del MIT y lder del trabajo, publicado en Nature Nanotechnology».
El grafito est compuesto de grafeno, que es una sola capa de tomos de carbono dispuestos en hexgonos similar a la estructura de panal. Los investigadores del MIT descubrieron que apilar las lminas individuales de grafeno y girarlas en un ligero ngulo entre s le otorgaban nuevas propiedades como la superconductividad y el magnetismo.
Es as como se produce la correlacin electrnica. «Esa es la magia que hace posible todas estas nuevas propiedades», afirma Ju. Los electrones del grafito se relacionan entre s dando lugar a estos fenmenos.
Con este tipo de investigaciones naci el campo de la twistrnica, twist significa giro en ingls, acuado en 2018, cuando se descubrieron los comportamientos del grafeno girado en ngulo.
La clave del MIT para aislar el material ha sido un novedoso microscopio que Ju construy en en 2021 y que puede determinar de forma rpida y econmica una variedad de caractersticas importantes del material a escalas muy pequeas.
El instrumento de exploracin permiti a los cientficos identificar y aislar solo las pentacapas en el orden de apilamiento rombodrico que les interesaba. A partir de ah, el equipo conect los electrodos a un pequeo sndwich compuesto de nitruro de boro que protege el grafeno apilado.
El resultado fue la aparicin de tres fenmenos diferentes segn la cantidad de electrones que inundan el sistema. «Descubrimos que el material podra ser aislante, magntico o topolgico», comenta Ju.
Este ltimo est relacionado tanto con los conductores como con los aislantes. Bsicamente, un material topolgico permite el movimiento sin obstculos de electrones alrededor de los bordes de un material, pero no a travs del mismo. Este hace que el borde se convierta en un material conductor perfecto, mientras que el centro es un aislante.
«Nuestro trabajo establece que el grafeno multicapa apilado rombodrico es una plataforma altamente ajustable para estudiar estas nuevas posibilidades», concluyen Ju. Estos resultados podran tener una multitud de aplicaciones en tecnologa, construccin y, sobre todo, en la mejora de las bateras de los dispositivos electrnicos y la velocidad de internet con el potencial de sustituir al silicio como principal semiconductor.