En febrero de 1974, K. Antonowicz publicó en Nature un artículo que sugería que un sandwich de aluminio-carbono-aluminio (Al-C-Al) se comportaba bajo un campo magnético, a temperatura ambiente, como un diodo superconductor de tipo Josephson, es decir, se comportaba como un material superconductor a temperatura ambiente. Todos los intentos de reproducir este resultado han fallado, hasta ahora. Un artículo en la revista Advanced Materials afirma que grafito en polvo, con un tamaño de grano de varias decenas de micrómetros, después de un tratamiento con agua pura, muestra un comportamiento similar bajo magnetización, es decir, muestra un comportamiento similar a un superconductor con una temperatura crítica superior a 300 K (hasta unos 100 ºC). En realidad, lo único que se ha demostrado es que los granos de grafito parecen comportarse magnéticamente como diodos de tipo Josephson (en estos diodos dicho comportamiento se debe a la interacción entre vórtices (o kinks) superconductores). Obviamente, afirmar que este comportamiento implica que el grafito (o el grafeno) se vuelve superconductor bajo estas circunstancias es exagerar mucho más de lo razonable. Lo siento por todos los que pensaban que ya había logrado el gran sueño del s. XXI, la superconductividad a temperatura ambiente. Hoy estamos en este asunto igual que en 1974. El nuevo artículo técnico es T. Scheike, W. Böhlmann, P. Esquinazi, J. Barzola-Quiquia, A. Ballestar, A. Setzer, «Can Doping Graphite Trigger Room Temperature Superconductivity? Evidence for Granular High-Temperature Superconductivity in Water-Treated Graphite Powder,» Advanced Materials, first published online 5 Sep. 2012. El artículo de 1974 en Nature es K. Antonowicz, «Possible superconductivity at room temperature,» Nature 247: 358-360, 08 February 1974.
Los autores mezclaron 100 mg de polvo de grafito ultra puro con 20 ml de agua destilada y agitaron durante 22 horas la mezcla a temperatura ambiente. El polvo resultante se filtró y se secó a 100 °C. Todas las muestras preparadas de este modo muestran una histéresis magnética, la curva que abre esta entrada, tanto a baja temperatura (5 K) como a temperatura ambiente (300 K). Según los autores del artículo, esta histéresis magnética es su única prueba del comportamiento superconductor a alta temperatura de las muestras analizadas, es decir, de la presencia de fluxones (vórtices de Josehpson o Abrikosov). Sin embargo, con perdón, yo no estoy de acuerdo. Estas figuras no demuestran en ningún caso el comportamiento superconductor de las muestras. Permíteme un dibujo sencillo (bien conocido por los expertos) para aclararlo.
Yo no soy experto (ni ciencia de materiales, ni en superconductividad), pero estas figuras muestran el ciclo de histéresis típico de un superconductor y de un material ferromagnético (no superconductor). La pregunta obvia es, ¿a qué se parecen más las figuras que abren esta entrada? Creo que no hay nada más que decir.
No entiendo cómo este artículo se puede haber publicado en Advanced Materials (índice de impacto JCR ISI 2011 de 13,877), pero la verdad es que hoy en día no me extraña. Cada día se ven más artículos «dudosos» (por no decir «falsos») en revistas bien impactadas.
¿Cómo es posible entonces que en Nature News hayan afirmado que hay «indicios» de superconductividad a temperatura ambiente? En concreto Edwin Cartlidge, «‘Tantalizing’ hints of room-temperature superconductivity. Doped graphite may superconduct at more than 100 ºC.,» Nature News, 18 September 2012. No tengo ni idea, pero a Edwin le han metido un gol, o ha metido la pata hasta el fondo. Seguro que acabará con un buen tirón de orejas. Afirmar que «Researchers in Germany have claimed a breakthrough: a material that can act as a superconductor — transmit electricity with zero resistance — at room temperature and above,» es completamente falso. El artículo técnico no dice en ningún lugar que hayan medido la conductividad eléctrica de los granitos de grafito. Si lo hubieran hecho se habrían dado cuenta de que no es superconductor. No sé a qué científicos habrán consultado en Nature («other physicists contacted by Nature say that the results, although tentative, merit further scrutiny»), pero el artículo no tiene por dónde cogerlo.
PS (20 sep. 2012): Una explicación para la curva de histéresis observada es el diamagnetismo del grafito puro combinado con el diagmanetismo del agua (pero se necesitan investigaciones específicas para aclararlo). También opina que esto tiene algo que ver Douglas Natelson,»Room temperature superconductivity? Probably not yet,» Nanoscale Views, Sep. 13, 2012.
También se hace eco de la noticia, como no, KFC, «Room Temperature Superconductivity Found in Graphite Grains,» The Physics arXiv Blog, Sept. 12, 2012, quien destaca que (de acuerdo con el autor principal del artículo, Esquinazi) que la curva de histéresis se explica si solo el 0,0001 por ciento de la masa del grafito dopado con agua es superconductor. Obviamente, KFC también recuerda que no se ha demostrado que haya resistencia cero, que haya efecto Meissner al aplicar un campo magnético externo y que haya una transición de fase. El gran problema es que para comprobarlo habrá que extraer y purificar el 0,0001 por ciento del material que es superconductor y hacerlo no parece nada fácil.
He leído, que el grafito puede formar compuestos por intercalacion de átomos y moléculas entre sus láminas. Si son metálicos, donaran electrones mobiles a las laminas; y si no son metálicos ( F, CL, N, O, …), le restan electrones, y el grafito se vuelve aislante ( es semiconductor, debido a los enlaces de Vander Waals, o de tipo pi, entre capas de carbono, de tipo panal de abejas, o de malla de gallinero, compuesta por hexágono planos. )
¿ Se pueden intercalar átomos entre las láminas, de la misma especie; por ejemplo, C ( C6), que formarían una segunda red cubica, covalente, intercalada, entre las láminas de grafito? ¿ Se volvería un aislante, como cuando se intercala entre las láminas de grafito, F o Cl, por ejemplo. ?