Forskare har länge varit intresserade av supraledare - material som överför elektricitet utan att förlora energi - på grund av deras potential att främja hållbar energiproduktion. Dock, stora framsteg har varit begränsade eftersom de flesta material som leder elektricitet måste vara mycket kalla, var som helst från -425 till -171 grader Fahrenheit, innan de blir supraledare.

En ny studie från University of Illinois i Chicago forskare publicerade i tidskriften Naturkommunikation visar att det är möjligt att manipulera enskilda atomer så att de börjar arbeta i ett kollektivt mönster som har potential att bli supraledande vid högre temperaturer.

"Detta framgångsrika bevis på konceptet öppnar oöverträffade möjligheter att konstruera nya smarta material, och slutligen, en superledare vid rumstemperatur, "sa Dirk Morr, motsvarande författare och UIC -professor i fysik vid College of Liberal Arts and Sciences.

Morr och hans kollegor, inklusive Stanford University's Hari Manoharan, använde en teknik som kallas atommanipulation, att placera enstaka koboltatomer på en metallisk kopparyta i ett perfekt ordnat sexkantigt mönster, kallade en Kondo -droppe.

"Vi hade teoretiskt förutspått att för vissa avstånd mellan koboltatomerna, detta nanoskopiska system bör börja uppvisa kollektivt beteende, medan för andra avstånd, det borde inte, "Sa Morr.

Prognoserna bekräftades av experiment som visade att kollektivt beteende förekommer i Kondo -droppar som innehåller så lite som 37 koboltatomer.

"Detta är ett viktigt steg framåt, eftersom skapandet av kollektivt beteende är den grundläggande byggstenen ur vilken superledning kommer ut. Det tillåter oss att gå ett steg närmare att utveckla teorin som beskriver processen för hur material kan bli supraledande vid rumstemperatur, "Morr sa." Detta arbete är ett exempel på att tänka utanför boxen och använda principer från andra forskningsområden för att främja innovation. Vi hoppas att denna upptäckt kommer att leda till nya superledare och förbättra hållbara energisystem. "