Khoa học

Tiềm năng mới cho chất siêu dẫn sau khi kỷ lục thế giới được thiết lập

Tiềm năng mới cho chất siêu dẫn sau khi kỷ lục thế giới được thiết lập


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Các nhà nghiên cứu ở Cambridge đã thành công trong việc bẫy một từ trường có cường độ17,6 Tesla, đánh bại17,2 Tesla kỷ lục trước đó đứng vững trong 11 năm. Họ đã sử dụng chất siêu dẫn đồng oxit gadolinium bari ở nhiệt độ cao, so với nam châm tủ lạnh thông thường, có độ bền gấp khoảng 100 lần.

[Nguồn ảnh: đại học Cambridge]

Nghiên cứu cho thấy tiềm năng của chất siêu dẫn nhiệt độ cao khi được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực. Điều này bao gồm bánh đà để lưu trữ năng lượng cùng với bộ tách từ tính có thể được sử dụng trong quá trình tinh chế khoáng sản và kiểm soát ô nhiễm. Ồ và đừng quên tàu MagLev, tàu điện một ray di chuyển với tốc độ cao.

Chất siêu dẫn mang dòng điện có ít hoặc không có điện trở khi chúng được làm nguội đến một nhiệt độ nhất định. Thông thường, chúng phải được làm lạnh gần bằng không tuyệt đối trước khi xảy ra hiện tượng siêu dẫn; các chất siêu dẫn nhiệt độ cao dẫn ở trên nhiệt độ sôi của nitơ lỏng, là -196 độ C.

Thông thường, chất siêu dẫn được sử dụng cho các ứng dụng y tế, bao gồm thiết bị như máy quét MRI. Trong tương lai, chất siêu dẫn có thể được sử dụng như một cách để tăng hiệu quả sử dụng năng lượng cùng với việc bảo vệ lưới điện quốc gia. Điều này là do thực tế là chúng mang dòng điện ở hiệu suất cao.

Dòng điện của chất siêu dẫn có thể tạo ra từ trường, với cường độ trường càng lớn thì nó càng có khả năng mang nhiều dòng điện hơn. Các chất siêu dẫn mới nhất có thể quản lý dòng điện gấp khoảng 100 lần so với đồng và do đó, chúng có nhiều lợi thế về hiệu suất hơn so với nam châm vĩnh cửu hoặc các chất dẫn điện thông thường.

Các nhà nghiên cứu đã có thể đạt được kỷ lục nhờ sử dụng các mẫu GdBCO của 25 mm có đường kính, chất siêu dẫn nhiệt độ cao bằng một hạt đơn lớn và sử dụng phương pháp xử lý nóng chảy đã được thiết lập. Kỷ lục trước đó được thiết lập trong 2003 tại 17,2 Tesla của Giáo sư Masato Murakami từ Viện Công nghệ Shibaura, Nhật Bản. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng một chất siêu dẫn chuyên dụng có những khác biệt nhỏ về cấu trúc và thành phần.

"Thực tế là kỷ lục này đã tồn tại quá lâu cho thấy lĩnh vực này thực sự đòi hỏi như thế nào", Giáo sư David Cardwell thuộc Khoa Kỹ thuật của Cambridge, trưởng nhóm nghiên cứu, phối hợp với Boeing và Phòng thí nghiệm Nam châm trường quốc gia tại Đại học Bang Florida, cho biết."Có những lợi ích tiềm năng thực sự có được với sự gia tăng thậm chí nhỏ trong lĩnh vực này."

Nhóm nghiên cứu phải sử dụng các vật liệu được gọi là cốc, để chứa một cánh đồng lớn rất lớn, đây là những tấm đồng mỏng và oxy. Đây là những chất siêu dẫn nhiệt độ cao sớm nhất được phát hiện. Chúng cũng có tiềm năng được sử dụng rộng rãi hơn khi ứng dụng vào y tế và khoa học.

Chúng có tiềm năng tuyệt vời cho các ứng dụng thực tế; tuy nhiên nhược điểm là chúng giòn. Chúng có thể được so sánh với mì ống khô, sẽ vỡ ra khi uốn cong. Các nhà nghiên cứu cần phải sửa đổi cấu trúc vi mô GdBCO để tăng cường độ dòng điện mà nó mang theo cùng với hiệu suất nhiệt, gia cố nó bằng một vòng thép không gỉ và thu nhỏ bao bọc các hạt đơn lẻ. Tiến sĩ John Durrell nói rằng đây là một bước rất quan trọng để đạt được kết quả.

"Công trình này có thể báo trước sự xuất hiện của chất siêu dẫn trong các ứng dụng trong thế giới thực, " Giáo sư Cardwell, Trưởng khoa Kỹ thuật cho biết. "Để thấy các chất siêu dẫn số lượng lớn được ứng dụng hàng ngày, chúng ta cần các hạt vật liệu siêu dẫn lớn với các đặc tính cần thiết có thể được sản xuất bằng các quy trình tương đối tiêu chuẩn."

Người ta nói rằng nhiều ứng dụng thích hợp hiện đang được phát triển bởi nhóm nghiên cứu và ứng dụng thương mại rộng rãi của chất siêu dẫn có thể được nhìn thấy trong năm năm tới.

"Kỷ lục này không thể đạt được nếu không có sự hỗ trợ của các đồng nghiệp và đối tác trong học tập và công nghiệp của chúng tôi,"Cardwell nói."Đó là một nỗ lực thực sự của nhóm và chúng tôi hy vọng sẽ mang những tài liệu này tiến một bước gần hơn đến các ứng dụng thực tế."

"Boeing tiếp tục nhận thấy các ứng dụng thực tế cho nghiên cứu vật liệu siêu dẫn này và chúng tôi rất vui mừng về khả năng được kích hoạt bởi những tiến bộ gần đây mà nhóm Cambridge đạt được", Patrick Stokes, trưởng nhóm nghiên cứu do Boeing tài trợ với Đại học Cambridge, cho biết.


Xem video: Siêu Cụ Tổ 8000 Năm Tuổi và Những Kỷ Lục Ít Ai Ngờ Của Thực Vật Trên Trái Đất (Tháng Hai 2023).