Mae'r Cyfeillion Magnetig o Deunyddiau Exotic: Superconductors a Mwy

Cyflwyniad

Mae gan faterion estronol ansawdd corfforol nad ydynt yn adfywio sy'n bwysig iawn mewn cynnydd gwyddoniaeth a thechnoleg gyfoes. Y rheswm y tu ôl i hyn yw nad oes gan uwchgynhyrchwyr wrthsefyll felly maent yn gwrthsefyll meysydd magnetig ac yn dod o hyd i ystod eang o geisiadau mewn gwahanol feysydd. Bydd y gwaith ymchwil hwn yn archwilio'r magnetig a ddangosir gan uwchgynhyrchwyr yn ogystal â materiadau egsotig eraill sy'n hanfodol ar gyfer gwyddoniaeth a thechnoleg y dyfodol, a'u defnyddiau posibl.

Gwybodaeth sylfaenol am uwchgynhyrchwyr

Mae superconductor yn ddeunydd y mae ei wrthsefyll yn disgyn i sero ar tymheredd critigol penodol, mae hefyd yn tynnu'r meysydd magnetig o'i gwmpas allan. Maent wedi bod yn bodoli ers dros gan mlynedd nawr. Mae'r prif nodweddion yn cynnwys diffyg llwyr gwrthsefyll trydanol ac effaith Meissner sy'n gwthio maes magnetig allanol allan yn llwyr. Mae dau grŵp yn seiliedig ar LTS tra gall HTS dal i fod yn uwchgynhyrchwr ar tymheredd cymharol uwch.

Mae eiddo magnetig uwchgyfarwyddwyr

Mae effaith Meissner yn gwahaniaethu rhwng cyflyrau arferol o'r hyn yr ydym yn ei alw'n uwch-goriad. Cyn gynted ag y bydd rhywfaint o sylwedd yn superconductor, mae'n gwahardd maes magnetig mewnol ynddo'i hun Mae clo cwantwm yn caniatáu cynnal sefyllfa sefydlog er gwaethaf eu presenoldeb mewn maes magnetig. Yn dilyn hynny mae'r eiddo hyn yn creu cyfleoedd mawr yn enwedig mewn meysydd fel llewiad magnetig neu synhwyro maes geomagnetig y ddaear ymhlith eraill mae nodweddion unigryw o'r fath yn eu gwneud yn magnetiau maes cryf defnyddiol, yn bosibl, am ddibenion mesur cywirdeb uchel neu'n werthfawr

Ceisiadau posibl ar gyfer uwchgynhyrchwyr

Defnydd Meddygol: Mae Ymygu Cyd-ymygyn Magnetig yn defnyddio magnetiau cryf a wneir o'r materials hyn gan alluogi darlun meddygol manwl gyda chymorth aruthrol gan MRI (Ymygu Cerdd Magnetig). Yn y dyfodol byddai Darlun Meddygol yn fwy cywir ac yn effeithlon trwy ddatblygu Technoleg Super-gyfarwyddwr.

Sector ynni: Gall cableau uwch-ddyrannu trosglwyddo pŵer trydanol yn effeithlon iawn gan leihau colledion yn ystod trosglwyddo pŵer. Mae ymchwil at ffynonellau ynni glân wedi cael ei ysgogi gan ddefnyddio uwchgynhyrchwyr mewn reactoiriaid ffusiwn Yn ogystal, gall tyrbinau gwynt ddod yn fwy effeithlon gyda chymorth uwchgynhyrchwr.

Trafnidiaeth: Mae egwyddor Maglev yn dibynnu ar eiddo magnetig a geir o fewn uwch-ddargludoldeb felly byddai dileu ffrydio ar gyfer datblygiad systemau cludo cyflymach yn cynyddu effeithlonrwydd cyflymder system cludo.

Cyfathrebu electronig: Mae cyflymder cyfrifiadurol uwch iawn oherwydd defnyddio'r dyfeisiau hyn yn gwella ansawdd y signal a anfonir pan fydd systemau cyfathrebu'n cynnwys dyfeisiau o'r fath.

Materiw egsotig eraill magnetism

1.Isoleidwyr topegol Yn gyffredinol nid yw'n arwain y tu mewn ond yn arwain ar y wyneb gan ddangos defnyddioldeb cyfrifiadurydd cwantwm spintronig arbennig ymhlith eraill.

2.Super-ddyrennwyr ar sail haearn Wedi iddynt gael eu darganfod, mae cynnydd sylweddol wedi digwydd tuag at geisiadau ymarferol o uwch-gydweithdraedd tymheredd uchel.

3.Nanomaterials magnetig - Cyflwyniaeth cyffuriau canfod llygredd storio cyflwyniaeth nanoparticles nanodradau cyflwyniaeth nanoparticles nanoparticles nanoparticles nanoparticles nanoparticles nanoparticles nanoparticles nanoparticles nanoparticles nanoparticles nanoparticles nanoparticles

Cyfarwyddiadau'r Dyfodol yn ymchwilio i ddeunyddiau egsotig

Dylid cynnal cydweithrediadau rhyngddisgyblaethol er mwyn gallu datblygu mathau newydd o uwch-ddargludwr neu unrhyw fath arall yn y dyfodol. Mae arloesi technolegol yn cyflymu mewn mannau eraill arloesi technolegol yn dod â chymwysiadau newydd mewn mannau eraill gwyddoniaeth deunyddiau a pheiseg wedi'i gyfuno peirianneg

Effeithiau Economi a'r Amgylchedd

Gall defnydd ynni a gwastraff gael effaith gadarnhaol gan ddefnyddio deunyddiau rhyfedd. Bydd defnyddio'r sylweddau hyn yn eang yn arwain at elw economaidd mawr, yn ogystal â chefnogi datblygiad cynaliadwy a chwyddo effeithlonrwydd defnydd adnoddau, fel y dangosir gan ddadansoddiad cost-fanteision economaidd.

I'w crynodeb

Mae gan dechnoleg gyfoes le pwysig ar gyfer deunyddiau rhyfeddol fel uwchgynhyrchwyr. Mae hyn yn golygu eu bod yn anid-ddadleuol yn y dyfodol datblygiad gwyddoniaeth a thechnoleg oherwydd bod gan rhinweddau magnetig arbennig o'r fath botensial eang ar gyfer ceisiadau. Mae ymchwil ar ddeunyddiau egsotig arloesol yn parhau yn AIM Magnet fel bod technolegau datblygedig yn bosibl.