超导体是在冷却到某一临界温度以下时对电流的电阻为零的材料。通常，超导体的临界温度非常低，接近绝对零度。然而，有一类超导体，被称为高温超导体(HTS)，其临界温度高于77开尔文，即液氮的沸点。它们在许多工业中被广泛用于超导器件的开发。
铋锶钙氧化铜，通常简称BSCCO，是一类在工程、医疗设备、采矿和运输系统中得到广泛研究和应用的高温超导材料。
其成员之一(Bi1.6Pb0.4)Sr2Ca2Cu3O10或Bi-2223具有最高的超导临界温度，并在潜在的应用中引起了极大的关注。然而，弱临界电流密度和弱磁通钉接以及复杂的合成路线等限制因素阻碍了Bi-2223超导体的发展和进步。
为了解决这些缺点，由Shibaura理工学院超导材料能源与环境实验室的Muralidhar Miryala教授和马来西亚普特拉大学理学院物理系的Awang Kechik Mohd Mustafa教授领导的一组研究人员研究了添加石墨烯纳米颗粒对Bi-2223的相形成和超导性能的影响。
Miryala教授解释说:“在这项研究中，我们报告了石墨烯纳米颗粒使用一种新的共沉淀方法集成到Bi-2223中时，对其临界温度、临界电流密度以及结构和形态特性的影响。”
这项研究发表在《纳米材料》杂志上。该报告由马来西亚布特拉大学的Abdullah Siti Nabilah、Nursyahirah Kamarudin Aliah、Soo Kien Chen、Kean Pah Lim、Abdul Karim Muhammad Khalis和Shaari Abdul Halim、全北国立大学的Abidin Talib Zainal、德州大学的Baqiah Hussein以及马来西亚玛拉邦理工大学的Hashim Azhan和Ermiza Suhaimi Nurbaisyatul共同撰写。
由于石墨烯具有优异的电学、机械和化学性能，并且石墨烯和Bi-2223都生长为片状微结构，因此石墨烯纳米颗粒作为添加剂非常有吸引力。
研究小组利用x射线衍射(XRD)分别检测了含有0.3、0.5和1.0重量百分比的石墨烯纳米颗粒的不同Bi-2223样品的相形成和晶体结构，并将其与纯样品进行了比较。他们还用一种叫做交流电纳测量法(ACS)的方法研究了样品的临界温度。
XRD结果表明，样品中主要存在一种铋-2223相和一种铋-2212相(BSCCO)。此外，由Bi-2223相组成的体积分数在含有0.3%和0.5%石墨烯的样品中较高，而在含有1.0%石墨烯的样品中略低。
此外，ACS分析显示，随着石墨烯添加量的增加，起始临界温度、锁相温度和耦合峰值温度(衡量超导能力的指标)降低。
有趣的是，含有1.0%石墨烯的样品显示出最高的临界电流密度，并且具有最适合形成Bi-2223超导体的微观结构。“这些结果表明，添加石墨烯纳米颗粒作为杂质，有可能提高Bi-2223超导体的电流密度，”Miryala教授说。
Miryala教授解释了具有增强电流密度的Bi-2223超导体的潜在未来应用，他补充说:“这些超导体具有促进不同领域的潜力，例如MRI成像，发电和配电，可再生能源集成，运输和航空航天，粒子加速器，电子和量子计算，环境可持续性，工业和制造过程，以及教育和科学推广。”
