Le graphite, un matériau utilisé dans les crayons, pourrait avoir des propriétés supraconductrices

La quête scientifique pour trouver des matériaux supraconducteurs capables de transmettre l’électricité sans résistance à des températures plus élevées, voire à température ambiante, a franchi une étape passionnante. Une étude, publiée dans la revue Advanced Quantum Technologies, a révélé que le graphite, un matériau couramment utilisé dans les crayons, pourrait présenter des propriétés de supraconductivité. 

Le graphite, un matériau prometteur

Les supraconducteurs sont des matériaux qui peuvent conduire l’électricité sans aucune résistance, ce qui les rend cruciaux pour de nombreuses technologies modernes. Cependant, leur utilisation est limitée par le fait que cette propriété n’est observée qu’à des températures très basses, généralement proches du zéro absolu. Les chercheurs ont depuis longtemps cherché des matériaux qui pourraient exhiber cette conductivité exceptionnelle à des températures plus élevées, voire à température ambiante.

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Dans cette quête, le graphite, un matériau courant utilisé dans les crayons, a été examiné sous une nouvelle lumière. Plus précisément, les chercheurs se sont penchés sur le graphite pyrolytique hautement orienté (HOPG), une forme synthétique de graphite dont les cristallites sont alignés de manière très précise. 

Contrairement au graphène, qui est une fine couche d’un seul atome de graphite, le HOPG présente des propriétés cristallines uniques. Les cristallites du HOPG sont soigneusement alignées, créant un arrangement qui offre des possibilités extraordinaires. Cette configuration particulière est essentielle pour les phénomènes magnétiques et électriques qui semblent indiquer des propriétés supraconductrices.

La métallicité du HOPG

Le graphène peut être obtenu en enlevant une couche de graphite d’une épaisseur d’un atome seulement, à l’aide d’un ruban adhésif. Même pour effectuer ce travail, le ruban adhésif s’est avéré utile. « Nous avons commencé par utiliser du ruban adhésif pour découper les échantillons de HOPG. Un motif de rides en forme de gerbe est visible sur la surface de la fente. La supraconductivité est présente dans ces plis », a déclaré Valerii Vinokur, directeur de la technologie de Terra Quantum aux États-Unis et coauteur de l’étude.

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Les scientifiques ont découvert que dans les plis du HOPG, des paires d’électrons, appelées paires de Cooper, semblaient se former, ce qui est caractéristique des matériaux supraconducteurs. Ce phénomène se produit en dessous d’une certaine température, appelée température critique, dans les matériaux supraconducteurs. Bien que la température critique précise n’ait pas été déterminée, les chercheurs estiment qu’elle se situe autour de la température ambiante, soit environ 300 kelvins (27 °C).

Les expériences ont démontré que la température supraconductrice critique du HOPG variait le long de l’échantillon, mais la région présentant la meilleure métallicité manifestait la supraconductivité à la température ambiante. La résistance et la magnétisation du matériau ont été mesurées et les résultats correspondent aux caractéristiques d’autres matériaux supraconducteurs. 

Les défis de la confirmation

Alors que les résultats semblent prometteurs, la communauté scientifique doit relever le défi de la confirmation de ces conclusions extraordinaires. L’évaluation de la résistance électrique et de la magnétisation du matériau constitue une première étape cruciale. Cependant, des voix dans la communauté scientifique soulignent l’importance de mesurer la capacité thermique du matériau, qui devrait également connaître une transition spectaculaire après le franchissement de la température critique. 

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Selon le Dr Valerii Vinokur, la supraconductivité peut être vérifiée par deux méthodes principales : les mesures de magnétisation et de résistance. Bien qu’il s’agisse de la manière la plus élégante d’extraire davantage d’informations, la mesure de la variation de la capacité thermique spécifique n’est pas le moyen fondamental de prouver la supraconductivité. 

La recherche sur le HOPG offre des perspectives passionnantes pour l’avenir de la supraconductivité. Cependant, la validation rigoureuse de ces résultats est cruciale avant de proclamer une révolution dans ce domaine. Des preuves extraordinaires nécessitent des méthodes de confirmation extraordinaires, non seulement pour la capacité thermique, mais aussi pour les nombreuses autres façons dont la supraconductivité pourrait être examinée. 

La découverte d’un matériau supraconducteur à température et pression ambiantes est susceptible de révolutionner la société et d’ouvrir la voie à des technologies aujourd’hui hypothétiques. Par ailleurs, des chercheurs annoncent la création d’un supraconducteur à température et pression ambiantes.

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