Usando esfoliação química para produzir tinta de dissulfeto de tungstênio supercondutora

Relatório de 23 de março de 2023

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por Bob Yirka, Phys.org

Uma equipe de químicos, engenheiros, cientistas de materiais e físicos da Universidade de Princeton, da Universidade de Rutgers e da Universidade de Regensburg desenvolveu uma técnica de esfoliação química para produzir tinta de dissulfeto de tungstênio com espessura de molécula única. O grupo descreve sua técnica em um artigo publicado na revista Science Advances.

À medida que a pesquisa continua na criação de computadores quânticos verdadeiramente úteis, os cientistas continuam a procurar novos materiais que possam suportar tais máquinas. Nesse novo esforço, a equipe de pesquisa procurou encontrar maneiras de imprimir circuitos muito frios dentro de computadores quânticos usando tinta supercondutora.

O novo método envolveu um material composto por camadas de dissulfeto de tungstênio e potássio. Os pesquisadores esfoliaram o material mergulhando-o em uma solução de ácido sulfúrico. Isso dissolveu o potássio e deixou para trás camadas de moléculas únicas de dissulfeto de tungstênio. A etapa final envolvia enxaguar o ácido e os restos nele, deixando as camadas de tungstênio suspensas em uma banheira de água. Nesse estado, os pesquisadores descobriram que as camadas de dissulfeto de tungstênio poderiam ser usadas como uma forma de tinta que poderia ser impressa em vários tipos de superfícies, como plástico, silicone ou vidro. Isso deixou um revestimento de uma molécula de espessura no material.

O revestimento manteve-se estável à temperatura ambiente sem a necessidade de um revestimento protetor por 30 dias. Resfriá-lo a 7,3 K tornou o revestimento supercondutor, mesmo depois de ter sido deixado ao ar livre por um período de tempo. A equipe de pesquisa observa que isso sugere que a tinta pode ser transportada sem a necessidade de equipamentos especiais para um local onde pode ser congelada para uso como supercondutor. Eles ainda sugerem que, devido à simplicidade do processo, deve ser bastante fácil industrializá-lo.

Eles concluem que a tinta poderia ser usada em computadores quânticos ou máquinas de ressonância magnética, onde as peças já estariam resfriadas nas temperaturas necessárias. A equipe planeja testar a possibilidade de usar um processo semelhante para criar revestimentos supercondutores em temperaturas mais altas.

Mais Informações: Xiaoyu Song et al, Síntese de uma tinta monocamada 1T'-WS 2 aquosa, estável ao ar e supercondutora, Science Advances (2023). DOI: 10.1126/sciadv.add6167

Informações do jornal:Avanços da ciência

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