علم

إمكانات جديدة للموصلات الفائقة بعد تسجيل الرقم القياسي العالمي

إمكانات جديدة للموصلات الفائقة بعد تسجيل الرقم القياسي العالمي


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.

نجح باحثون في كامبريدج في محاصرة مجال مغناطيسي بقوة17.6 تسلاوالضرب17.2 تسلا من الرقم القياسي السابق الذي ظل قوياً لمدة 11 عامًا. لقد استخدموا الموصل الفائق لأكسيد الباريوم والنحاس الجادولينيوم بدرجة حرارة عالية ، والذي بالمقارنة مع مغناطيس الثلاجة العادي ، لديه حوالي 100 ضعف القوة.

[مصدر الصورة: جامعة كامبريدج]

يُظهر البحث إمكانات الموصلات الفائقة ذات درجة الحرارة العالية عندما يتعلق الأمر بالتطبيقات في العديد من المجالات. ويشمل ذلك دولاب الموازنة لتخزين الطاقة جنبًا إلى جنب مع الفواصل المغناطيسية التي يمكن استخدامها في تنقية المعادن والتحكم في التلوث. أوه ولا ننسى قطارات MagLev ، التي تحلق فوق القطارات الأحادية التي تسافر بسرعات عالية.

تحمل الموصلات الفائقة تيارات كهربائية لها مقاومة قليلة أو معدومة على الإطلاق عند تبريدها إلى درجة حرارة معينة. عادة ، يجب تبريدها بالقرب من الصفر المطلق قبل حدوث التوصيل الفائق ؛ الموصلات الفائقة ذات درجة الحرارة العالية توصل فوق نقطة غليان النيتروجين السائل ، وهو -196 درجة مئوية.

تُستخدم الموصلات الفائقة عادةً في التطبيقات الطبية ، ويشمل ذلك المعدات مثل أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي. في المستقبل ، قد يكون من الممكن استخدام الموصلات الفائقة كوسيلة لزيادة كفاءة الطاقة إلى جانب حماية الشبكة الوطنية. هذا يرجع إلى حقيقة أنها تحمل تيارًا كهربائيًا بكفاءة عالية.

إن تيار الموصل الفائق قادر على توليد مجال مغناطيسي ، فكلما زادت قوة المجال التي يمتلكها ، زاد التيار الذي يمكنه حمله. أحدث الموصلات الفائقة قادرة على إدارة تيار يزيد بنحو 100 مرة عن النحاس ، وبالتالي فهي تتمتع بمزايا أداء أكثر بكثير من المغناطيس الدائم أو الموصلات التقليدية.

تمكن الباحثون من تحقيق هذا السجل بفضل استخدام عينات من GdBCO من 25 ملم في القطر ، موصلات فائقة عالية الحرارة عن طريق حبة واحدة كبيرة وباستخدام طريقة عملية الذوبان التي تم إنشاؤها. تم تعيين الرقم القياسي السابق في 2003 في 17.2 تسلا بقلم البروفيسور ماساتو موراكامي من معهد شيبورا للتكنولوجيا في اليابان. استخدم الفريق موصلاً فائقًا متخصصًا كان له اختلافات طفيفة في الهيكل والتكوين.

"حقيقة أن هذا السجل صمد لفترة طويلة يوضح مدى تطلب هذا المجال حقًا، قال البروفيسور ديفيد كاردويل من قسم الهندسة في كامبريدج ، قائد البحث ، بالتعاون مع بوينج والمختبر الوطني للمغناطيس في جامعة ولاية فلوريدا.هناك مكاسب حقيقية محتملة يمكن تحقيقها مع الزيادات الصغيرة في هذا المجال."

يتعين على الفريق استخدام مواد تعرف باسم النحاسيات ، من أجل احتواء حقل كبير كان كبيرًا جدًا ، وهي عبارة عن صفائح رقيقة من النحاس والأكسجين. كانت هذه أقدم الموصلات الفائقة في درجات الحرارة العالية التي تم اكتشافها. لديهم أيضًا القدرة على استخدامها على نطاق أوسع عندما يتعلق الأمر بالتطبيقات الطبية والعلمية.

لديهم إمكانات رائعة للتطبيقات العملية ؛ لكن الجانب السلبي هو أنها هشة. يمكن مقارنتها بالمكرونة الجافة التي تنكسر عند الثني. احتاج الباحثون إلى تعديل البنية المجهرية GdBCO لزيادة التيار الذي تحمله جنبًا إلى جنب مع الأداء الحراري ، وتقويتها بحلقة من الفولاذ المقاوم للصدأ وتقليص لف الحبيبات المفردة. قال الدكتور جون دوريل إن هذه كانت خطوة مهمة للغاية في الحصول على النتائج.

"يمكن أن يبشر هذا العمل بوصول موصلات فائقة في تطبيقات العالم الحقيقي ، " قال البروفيسور كاردويل ، رئيس قسم الهندسة. "من أجل رؤية الموصلات الفائقة السائبة مطبقة للاستخدام اليومي ، نحتاج إلى حبيبات كبيرة من المواد فائقة التوصيل ذات الخصائص المطلوبة التي يمكن تصنيعها بواسطة عمليات قياسية نسبيًا."

قيل إن العديد من التطبيقات المتخصصة يتم تطويرها في الوقت الحالي من قبل الفريق ويمكن رؤية التطبيقات التجارية واسعة النطاق للموصلات الفائقة في السنوات الخمس المقبلة.

"لم يكن من الممكن تحقيق هذا السجل لولا دعم زملائنا وشركائنا الأكاديميين والصناعيين ،قال كاردويل.لقد كان جهدًا جماعيًا حقيقيًا ، ونأمل أن يجعل هذه المواد خطوة مهمة أقرب إلى التطبيقات العملية."

"تواصل Boeing رؤية تطبيقات عملية لهذا البحث عن المواد فائقة التوصيل ونحن متحمسون للإمكانيات التي تم تمكينها من خلال التطورات الأخيرة التي حققها فريق Cambridgeقال باتريك ستوكس ، رئيس محفظة الأبحاث الممولة من بوينج في جامعة كامبريدج.


شاهد الفيديو: Super Conductors in the High School Classroom - video abstract (شهر اكتوبر 2022).