石墨烯被譽為一種神奇的材料。它不僅是目前最堅固和最薄的材料，還具有獨特的導熱和導電性能。其應用範圍包括納米設備和清潔能源等。《科學》雜誌1月24日發文稱，美國哥倫比亞大學（Columbia University）領導的研究小組發現了一種控制石墨烯導電性的新方法，他們通過精確調整石墨烯的蜂窩狀碳原子層間隔，誘導出了超導性。該研究為這種二維材料的物理學研究提供了新的見解。哥倫比亞大學物理學助理教授、項目研究首席Cory Dean說：“我們的研究為利用壓力誘導旋轉雙層石墨烯的超導性提供了新方法。該研究也首次為麻省理工學院去年的研究成果提供了關鍵性確認，即雙層石墨烯在扭曲至一定角度時可以表現出超導性。”
雖然麻省理工學院的研究人員發現了1.1度這個扭曲“魔角”，但事實證明要達到這個角度卻並不容易。Dean說：“扭曲角度達到‘魔角’非常具有挑戰性。極小的誤差就可能會導致完全不同的結果。”為此，Dean等與國家材料科學研究所（National Institute for Materials Science）和加州大學聖巴巴拉分校（University of California, Santa Barbara）的研究人員展開了合作，開始嘗試其他實現旋轉雙層石墨烯超導的方法。哥倫比亞大學物理系博士後研究員、論文第一作者Matthew Yankowitz說：“我們沒有在角度的精確控制上下更多功夫，而是嘗試去改變雙層石墨烯的層間間隔——從原則上講，任何扭曲角度都可以因此成為‘魔角’。”
他們對一個扭曲角度為1.3度的樣品進行了研究。雖然這個角度僅略大於“魔角”，但已經足以阻礙超導現象出現了。Dean說：“令人側目的是，通過施加約10000個大氣壓，我們觀察到了絕緣和超導相的出現。此外，石墨烯超導性出現的溫度也是迄今為止的最高溫度，比絕對零度約高3攝氏度。”為了達到超高壓條件，Dean等與佛羅里達州的Maglab展開了密切合作。
研究人員認為，在更高的壓力下，或可進一步提高超導出現的臨界溫度，進而開發出能在室溫條件下工作的超導體。儘管這可能對石墨烯來講比較困難，但它可以作為指引其他材料研發的路線圖。加州大學聖巴巴拉分校的物理學助理教授、項目合作者Andrea Young認為，這項研究的結果表明，對石墨烯進行擠壓與扭曲操作具有同樣的效果，這為操縱石墨烯的電子特性提供了另一種思路。Young說：“我們的研究成果極大地降低了石墨烯系統的超導難度。”
目前，Dean和Young等正在嘗試扭曲和擠壓各種原子級材料，希望也能在其他二維繫統中發現超導現象。
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