علوم المواد
الجرافيت البيروليتي – موصل فائق في درجة حرارة الغرفة وضغط محيطي؟
أضف Securities.io إلى مصادرك المفضلة على Google
على مدى عقود، كان هناك عدد قليل من الإنجازات التي يعمل العلماء على تحقيقها والتي غالبًا ما يُشار إليها بـ ‘الكأس المقدسة’ في مجالاتهم. بالنسبة لإنتاج الطاقة النظيفة، هذا هو الاندماج النووي – العملية نفسها التي تُشعل الشمس ويمكن أن توفر لنا طاقة شبه لا نهائية خالية من الانبعاثات الضارة. بالنسبة لعلوم المواد، هو الموصل الفائق في درجة حرارة الغرفة وضغط محيطي (RT-AP).
مثل هذا التطور سيوفر وسيلة لنقل الطاقة دون فقدان تقريبًا للطاقة، مما سيحول شبكات الكهرباء لدينا ويُمكّن من قفزات هائلة في مجال الإلكترونيات والحوسبة. لهذا السبب، في منتصف عام 2023، كان العالم على أعصابه عندما انتشرت أخبار اكتشاف مادة تُعرف بـ LK-99، التي تم الادعاء بأنها تعمل كموصل فائق في درجة حرارة الغرفة وضغط محيطي. بينما أظهرت التحقيقات اللاحقة أن ذلك لم يكن صحيحًا، لم يتردد العلماء في السعي لاكتشاف الحقيقة.
وفي هذا السياق، ربما أحرزت ورقة بحثية حديثة منشورة في مجلة Advanced Quantum Technologies، أعدّها باحثون مرتبطون بشركة Terra Quantum السويسرية، تقدماً في هذا المجال، إذ ذكرت:
“لقد أبلغنا عن أول ملاحظة على الإطلاق للموصلية الفائقة العالمية في درجة حرارة الغرفة عند الضغط المحيطي.”
المادة المعنية التي يُزعم أنها تتطابق مع هذا الوصف تُعرف باسم الجرافيت البيروليتي.
هل الجرافيت البيروليتي هو أول موصل فائق في درجة حرارة الغرفة وضغط محيطي؟
في الورقة، ‘الموصلية الفائقة العالمية في درجة حرارة الغرفة في الجرافيت‘ لاحظ فريق الباحثين ما يعتقدون أنه موصلية فائقة في درجة حرارة الغرفة في ‘جرافيت بيروليتي موجه عاليًا مقطوع مع مصفوفات كثيفة من العيوب الخطية المتوازية‘.
تشير الدراسة إلى أنها سجلت كلًا من قياسات متعددة الأطراف والقياسات المغناطيسية – كل منها أظهر خصائص الموصلية الفائقة عند درجات حرارة تزيد عن 300 كلفن.
بينما لم يُفهم بعد تمامًا سبب سلوك هذه المادة، شارك فريق الباحثين وراء الدراسة نظرية حول ما يحدث.
“المبدأ الأساسي الذي اكتشفناه هو أن العيوب الخطية في المواد المكدسة تستضيف تقلبات قوية في تدرج الإجهاد، مما يؤدي إلى اقتران محلي للإلكترونات إلى قطرات مكثفة تشكل هياكل شبيهة بـ JJA في الطبقات. ثم تُؤسس الموصلية الفائقة العالمية من خلال تأثير الروابط النفقية التي تربط قطرات الموصلية الفائقة. إذا كانت القطرات صغيرة بما يكفي، يتوقع أحدهم درجة حرارة حرجة عالية نسبيًا للموصلية الفائقة.”
من المثير للاهتمام، بينما ركزت الورقة على الملاحظات المتعلقة بالجرافيت البيروليتي، يشير الفريق إلى أن نظريته حول ما يحدث قد تمتد إلى مواد أخرى أيضًا، موضحًا أن “…الأفكار والمفاهيم المستكشفة في عملنا ليست محصورة على الجرافيت. نموذجنا النظري عام إلى حد ما ويُرشد إلى أين نبحث عن مزيد من الموصلية الفائقة في درجة حرارة الغرفة.” materials
الشكوك المستمرة حول الموصل الفائق
يجب الإشارة إلى أن الشكوك الشديدة غالبًا ما تحيط بادعاءات اكتشاف موصل فائق في درجة حرارة الغرفة وضغط محيطي. ذلك ليس فقط بسبب حجم هذا الاكتشاف، بل أيضًا بسبب تاريخ طويل من ‘البدايات الكاذبة’ التي تم فيها تقديم ادعاءات، لتُفضح لاحقًا من قبل المجتمع العلمي. الادعاءات الاستثنائية تتطلب دليلًا استثنائيًا، وحتى الآن، لم يتطابق الاثنان.
