Yeni süper iletken nano film: yumuşak, ultra ince, ultra hafif, iyi uygulama olanakları!
Kılavuz
Yakın zamanda, Almanya'daki Saarbrücken Üniversitesi, "süper iletken özelliklere" sahip ultra ince bir nanomateryal geliştirdi. Bu süper iletken nanotel, ultra ince bir filme dokunabilir. Yalnızca ultra hafif değil aynı zamanda yumuşaktır ve havacılıkta kullanılması beklenmektedir. Havacılık ve tıp teknolojisi ve diğer alanlar.
arkaplan bilgisi
John'un önceki "Grafen: Süperiletkenlik yeteneği teşvik edildi, moleküler elektronik cihazlarda kullanılması bekleniyor! "Makalede süperiletkenlik olgusunu tanıttım, tekrar gözden geçirmeme izin verin:
1911'de, Hollanda'daki Leiden Üniversitesi'nden bilim adamı H. Camolin Onnes, cıvanın -268.98 ° C'ye (4.2K) soğutulduğunda cıva direncinin aniden kaybolduğunu "kazara" keşfetti. Daha sonra, çeşitli metal ve alaşımların cıva ile aynı özelliklere sahip olduğunu ve düşük sıcaklıklarda direncin kaybolduğunu keşfetti. H. Camorin Onnes özel iletkenliği süperiletkenlik durumu olarak adlandırır. Ones, bu keşif için 1913'te Nobel Ödülü'nü kazandı.
Süper iletkenlerin neden olduğu manyetik kaldırma
(Resim kaynağı: Wikipedia)
İşte iki ek olay:
-
Manyetik koruma
Süper iletken durumdaki kalın duvarlı çok bağlantılı süperiletken, orijinal boşlukta manyetik alan yoksa, kritik manyetik alandan daha küçük bir manyetik alan uyguladıktan sonra, manyetik kalkan görevi gören ters manyetik koruma döngü akımı nedeniyle manyetik alan boşluğa giremez. Rol, süper iletken manyetik kalkan olarak adlandırılır.
-
Manyetik kaldırma
Direnç olmadığından, kalıcı bir mıknatıs süper iletkenin yüzeyine yaklaştırıldığında, manyetik alan çizgileri süperiletkene giremediğinden, süper iletkenin yüzeyinde büyük bir manyetik akı yoğunluğu gradyanı oluşur ve kalıcı mıknatısı itmek için yüksek bir kritik akım indüklenir. İtme kuvveti, bağıl mesafenin azalmasıyla kademeli olarak artar, süper iletkenin yerçekiminin üstesinden gelebilir ve onu kalıcı mıknatısın üzerinde belirli bir yükseklikte havaya kaldırabilir. Süperiletken kalıcı mıknatıstan uzaklaştığında, süper iletkende negatif bir manyetik akı yoğunluğu üretilir, ters bir kritik akım indüklenir ve kalıcı mıknatıs çekilir, bu da süper iletkenin yerçekiminin üstesinden gelebilir ve kalıcı mıknatısın altında belirli bir konumda baş aşağı asılı kalmasını sağlayabilir. üzerinde.
Süperiletkenler şu anda çeşitli alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. "Sıfır direnç kaybı" nedeniyle, enerji tasarruflu güç nakil hatları ve enerji depolama ekipmanı için de kullanılabilirler.Özel "manyetik fenomen" nedeniyle, nükleer manyetik rezonans tarayıcıları ve kaldırma trenleri için kullanılabilirler.
Yeniliğe Giriş
Bu araştırma esas olarak "süper iletken özelliklere" sahip ultra ince nanomateryaller geliştirdi. Bu süper iletken nanotel, plastik sargı kadar yumuşak ve çok hafif olan ultra ince bir film halinde dokunabilir.
Bu araştırmanın ana lideri, Almanya, Saarbrücken Üniversitesi'nden Profesör Uwe Hartmann'dır ve işbirlikçi, Leibniz Gelişmiş Malzemeler Enstitüsü (INM) profesörü ve Saarbrücken Üniversitesi Enerji Malzemeleri Bölümü başkanıdır. Volker Presser. Araştırma sonuçları bir dizi bilimsel dergide yayınlanmaktadır.
(Fotoğraf kredisi: Saarbrücken Üniversitesi / Oliver Dietze, Almanya)
İlk aşamada, Volkswagen Vakfı bu araştırmaya sponsor oldu ve araştırma şu anda Alman Araştırma Vakfı'ndan (DFG) fon alıyor.
Anahtar teknoloji
Saarbrücken Üniversitesi'ndeki deneysel fizik ekibi tarafından geliştirilen malzeme, ilk bakışta biraz yanmış siyah bir kağıt parçası gibi çok sıradan görünebilir. Bununla birlikte, fenomenler her zaman insanları aldatır. Bu "düşük anahtarlı" nesne bir süper iletkendir Basitçe söylemek gerekirse, malzemedeki elektronlar soğuk sabit atomik kafesten akarken hiçbir şekilde kısıtlanmayacaktır.
(Fotoğraf kredisi: Saarbrücken Üniversitesi / Oliver Dietze, Almanya)
Yenilik değeri
Şu anda, birçok yaygın süper iletken malzeme sert, kırılgan ve yoğundur, bu nedenle uygulamaları sınırlıdır.
Bununla birlikte, Saarbrücken Üniversitesi'ndeki fizikçiler artık esnek filmlerde süper iletken özellikleri başarıyla gerçekleştirdiler. Bu malzeme esasen plastik fiber kumaş ve yüksek sıcaklıkta süper iletken nanotellerdir.
Saarbrücken Üniversitesi'nde nanoyapı araştırmaları ve nanoteknoloji profesörü olan Uwe Hartmann şöyle açıklıyor:
"Bu, bu malzemeyi biraz plastik sargı (veya plastik sargı) gibi çok yumuşak ve uyarlanabilir hale getiriyor. Teorik olarak, bu malzeme herhangi bir şekilde yapılabilir. Süper iletken seramiklere kıyasla, daha fazla malzemeye ihtiyacımız var Daha az, böylece süper iletken ağ üretim maliyetlerimiz de daha düşük. "
Hafiflik, bu malzemenin bir başka özel avantajıdır. Hartmann şunları söyledi:
"Bu malzemenin yoğunluğu santimetre küp başına sadece 0,05 gramdır, bu çok hafiftir ve geleneksel seramik malzemelerin yüzde birinden daha az ağırlığa sahiptir. Bu, bu malzemeyi ağırlığın önemli bir faktör olduğu uzay teknolojisi gibi uygulamalar için çok umut verici kılıyor. Tıbbi teknolojide de bazı potansiyel uygulamalar var. "
Bu malzeme, elektromanyetik alanların düşük sıcaklıkta taranmasını sağlamak için yeni bir kaplama türü olarak da kullanılabilir veya esnek kablolar için veya sürtünmesiz hareketi teşvik etmek için kullanılabilir.
Üretim süreci
(Fotoğraf kredisi: Saarbrücken Üniversitesi / Oliver Dietze, Almanya)
Bu materyalleri dokuyabilmek için teorik fizikçiler, polimer lifleri yapmak için yaygın olarak kullanılan "elektrospinning" adı verilen bir teknik kullanırlar.
Hartmann proje ekibinde araştırma bilimcisi olan Michael Koblischka şunları açıkladı:
"İplik memesi" adı verilen çok iyi bir meme kullanıyoruz ve üzerine yüksek voltaj uyguluyoruz, böylece sıvı malzeme dışarı atılıyor. Bu şekilde üretilen nanoteller insan saçı çapından daha ince, sadece 300 nanometre veya daha küçük. Ardından, doğru bileşime sahip bir süperiletken oluşturmak için ağ liflerini ısıtıyoruz. Süper iletken malzemenin kendisi özel bir itriyum baryum bakır oksit veya benzer bir bileşimdir. "
İşbirliği
Araştırma ekibi bu süper iletken filmi 24 Nisan - 28 Nisan tarihleri arasında düzenlenecek olan Hannover Messe'de (Salon 2, Stand B46) sergileyecek ve bu teknolojiyi pratik uygulamalara tanıtmak için ticari ve endüstriyel ortaklar arayacak.
Referans
[1]
[2]
Danışma değişimi
Değişimi daha fazla tartışması gereken arkadaşlar, lütfen benimle doğrudan WeChat: JohnZh1984 üzerinden iletişime geçin veya WeChat herkese açık hesabı: IntelligentThings'i takip edin.
