Les physiciens expérimentateurs du groupe de recherche dirigé par le professeur Uwe Hartmann de l'Université de la Sarre ont développé un nanomatériau mince doté de propriétés supraconductrices. En dessous d'environ -200 °C, ces matériaux conduisent l'électricité sans perte, font léviter les aimants et peuvent filtrer les champs magnétiques. L'aspect particulièrement intéressant de ce travail est que l'équipe de recherche a réussi à créer des nanofils supraconducteurs qui peuvent être tissés en un film ultra-mince aussi flexible qu'un film plastique. Par conséquent, de nouveaux revêtements pour des applications allant de l'aérospatiale à la technologie médicale deviennent possibles. La Fondation Volkswagen a soutenu la recherche dans ses phases initiales; le travail est actuellement financé par la Fondation allemande pour la recherche (DFG)

L'équipe de recherche exposera son film supraconducteur à Hannover Messe du 24 au 28 avril (Hall 2, Stand B46) et recherchent des partenaires commerciaux et industriels avec lesquels ils peuvent développer leur système pour des applications pratiques.

Le travail de recherche est un effort de collaboration impliquant l'équipe dirigée par le professeur Uwe Hartmann de l'Université de la Sarre et le professeur Volker Presser de l'Institut Leibniz pour les nouveaux matériaux (INM), qui est également titulaire de la Chaire des matériaux énergétiques à l'Université de la Sarre. Les résultats ont été publiés dans plusieurs revues scientifiques.

Une équipe de physiciens expérimentateurs de l'Université de la Sarre a développé quelque chose qui - il faut le dire - semble assez banal à première vue. Cela ne ressemble à rien de plus qu'un morceau de papier noir carbonisé. Mais les apparences peuvent être trompeuses. Cet objet sans prétention est un supraconducteur. Le terme « supraconducteur » désigne un matériau qui (généralement à très basse température) a une résistance électrique nulle et peut donc conduire un courant électrique sans perte. Mettre tout simplement, les électrons dans le matériau peuvent circuler sans restriction à travers le réseau atomique immobilisé à froid. En l'absence de résistance électrique, si un aimant est rapproché d'un supraconducteur froid, l'aimant « voit » effectivement une image miroir de lui-même dans le matériau supraconducteur. Ainsi, si un supraconducteur et un aimant sont placés à proximité l'un de l'autre et refroidis avec de l'azote liquide, ils se repousseront et l'aimant lévitera au-dessus du supraconducteur. Le terme « lévitation » vient du mot latin levitas signifiant légèreté. C'est un peu comme une version basse température de l'hoverboard des films "Retour vers le futur". Si la température est trop élevée, cependant, le glissement sans friction ne se produira tout simplement pas.

La plupart des matériaux supraconducteurs courants disponibles aujourd'hui sont rigides, cassant et dense, ce qui les rend lourds. Les physiciens de Sarrebruck ont ​​maintenant réussi à regrouper des propriétés supraconductrices dans un film mince et flexible. Le matériau est essentiellement un tissu tissé de fibres plastiques et de nanofils supraconducteurs à haute température. « Cela rend le matériau très souple et adaptable, comme un film alimentaire (ou« enveloppe en plastique » comme on l'appelle également). Théoriquement, le matériau peut être fait à n'importe quelle taille. Et nous avons besoin de moins de ressources que ce qui est généralement nécessaire pour fabriquer des céramiques supraconductrices, donc notre maille supraconductrice est également moins chère à fabriquer, " explique Uwe Hartmann, Professeur de recherche en nanostructure et en nanotechnologie à l'Université de la Sarre.

Le faible poids du film est particulièrement avantageux. "Avec une densité de seulement 0,05 gramme par centimètre cube, la matière est très légère, pesant environ cent fois moins qu'un supraconducteur conventionnel. Cela rend le matériau très prometteur pour toutes les applications où le poids est un problème, comme dans la technologie spatiale. Il existe également des applications potentielles dans la technologie médicale, " explique Hartmann. Le matériau pourrait être utilisé comme un nouveau revêtement pour fournir un écran à basse température contre les champs électromagnétiques, ou il pourrait être utilisé dans des câbles flexibles ou pour faciliter un mouvement sans friction.

Afin de pouvoir tisser cette nouvelle matière, les physiciens expérimentateurs ont utilisé une technique connue sous le nom d'électrofilage, qui est habituellement utilisé dans la fabrication de fibres polymères. «Nous forçons un matériau liquide à travers une buse très fine connue sous le nom de filière à laquelle une haute tension électrique a été appliquée. Cela produit des filaments de nanofils mille fois plus fins que le diamètre d'un cheveu humain, typiquement environ 300 nanomètres ou moins. Nous chauffons ensuite le maillage de fibres afin que des supraconducteurs de la bonne composition soient créés. Le matériau supraconducteur lui-même est généralement un oxyde d'yttrium-baryum-cuivre ou un composé similaire, ' explique le Dr Michael Koblischka, l'un des chercheurs du groupe Hartmann.