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Les supraconducteurs auraient une structure fractale

Les supraconducteurs auraient une structure fractale

http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/64769.htm

Un groupe de recherche international ayant pour protagoniste le CNR et l'université "La Sapienza" de Rome, a découvert que les matériaux supraconducteurs présentaient une microstructure fractale. Cette étude [1] qui s'est étalée sur dix ans et qui a été publiée sur "Nature", pourrait bien révolutionner les technologies à notre disposition avec des applications qui iraient de l'informatique aux transports d'énergie.

"C'est grâce à un innovant microscope à rayons X développé à l'Esrf de Grenoble que nous avons pu analyser la structure atomique d'un cristal d'oxyde de cuivre", explique Gaetano Campi, chercheur à l'Institut de Cristallographie du CNR (Ic-Cnr) et coauteur de cette étude. "La supraconductivité [de ce cristal] est obtenue à travers l'ajout d'une certaine quantité d'atomes d'oxygène, dit interstitiels, capables de se déplacer dans le matériau." Les chercheurs ont découvert que la disposition de ces atomes changeait d'un point à l'autre, en prenant des arrangements tantôt désordonnés, tantôt ordonnés selon des figures fractales, ces formes géométriques que l'on retrouve dans de nombreux systèmes physiques, du génome humain au flocon de neige, en passant par les roses ou les fougères. Les chercheurs ne s'attendaient pas à une telle découverte au sein de la microstructure d'un matériau supraconducteur, et ils furent d'autant plus surpris lorsqu'ils constatèrent que les structures fractales présentes dans le cristal d'oxyde de cuivre jouaient un rôle fondamental dans le transport de l'électricité.

"Nous nous sommes rendus compte que la supraconductivité dépendait non seulement de la quantité, mais aussi de la façon dont s'organisent les atomes d'oxygène interstitiels dans le matériau : en d'autres termes, c'est précisément l'arrangement des atomes d'oxygène interstitiels qui conditionne la conduction de l'électricité." Explique Antonio Bianconi. "Dans les zones du cristal où la structure est fractale, la supraconductivité est favorisée. Autre aspect important, cette microstructure peut être manipulée avec de simples traitements thermiques pour induire une meilleure conduction électrique."

Cette étude pourrait offrir, d'après les chercheurs, l'opportunité de réaliser des produits technologiques encore plus purs. C'est un pas important vers la synthèse de supraconducteurs à température ambiante qui aurait des retombées aujourd'hui impensables pour la technologie du second millénaire : les ordinateurs quantiques, les trains super rapides, de nouveaux réseaux de distribution de l'énergie électrique sans perte ou encore des centrales solaires étendues dans le désert du Sahara qui porteraient l'énergie en Europe, sont quelques exemples des objectifs qui pourraient être atteints selon Antonio Bianconi d'ici une vingtaine d'années.

- Antonio Bianconi - Tél : (+39) 0649914405, fax : (+39) 064957697 - Email : antonio.bianconi@roma1.infn.it
- Gaetano Campi - Tél : (+39) 0690672624 - Email : gaetano.campi@ic.cnr.it-

[1] Cette étude a été coordonnée par Antonio Bianconi de l'université "La Sapienza" de Rome, en collaboration avec l'Institut de Cristallographie du CNR (Ic-Cnr), le London Centre for Nanotechnology (Lcn), l'University college London (Ucl) et l'European Syncrotron Radiation Facility (Esrf).



18/10/2010

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