Magnetiske egenskaber af eksotiske materialer: superledere og mere
Indførelsen
Eksotiske stoffer besidder ikke-tilbagevendende fysiske kvaliteter, der er meget betydningsfulde i udviklingen af moderne videnskab og teknologi. Årsagen bag dette er, at superledere ikke har nogen modstand, og derfor afviser de magnetfelter og finder en bred vifte af anvendelser inden for forskellige felter. Dette forskningsarbejde vil undersøge den magnetisme, som superledere og andre typer eksotiske materialer, der er afgørende for fremtidens videnskab og teknologi, udviser, og deres mulige anvendelser.
Grundlæggende viden om superledere
En superleder er et materiale, hvis modstand falder til nul ved en bestemt kritisk temperatur, det udstøder også sine omgivende magnetfelter. De har eksisteret i over hundrede år nu. De vigtigste funktioner inkluderer fuldstændig mangel på elektrisk modstand og Meissner-effekt, som fuldstændigt skubber et eksternt magnetfelt ud. Der er to grupper baseret på LTS, mens HTS stadig kan være superledende ved relativt højere temperaturer.
Superledernes magnetiske egenskaber
Meissner-effekten skelner mellem normale tilstande og det, vi kalder superledning. Så snart et stof bliver en superleder, udstøder det indre magnetfelt i sig selv Kvantelåsning tillader stabil positionsopretholdelse på trods af deres tilstedeværelse i et magnetfelt. Derfor skaber disse egenskaber store muligheder, især inden for områder som magnetisk levitation eller registrering af jordens geomagnetiske felt, blandt andre, sådanne unikke egenskaber gør dem nyttige, stærke feltmagneter, mulige måleformål med høj nøjagtighed eller værdifulde, når det kommer til effektiv energitransport gennem elektriske kraftledninger.
Potentielle anvendelser for superledere
Medicinsk anvendelse: Nuclear Magnetic Resonance Imaging employs strong magnets made out these kinds materials thus enabling precision medical imaging with immense support from MRI (Magnetic Field Imaging). In future Medical Imaging would be more accurate and efficient by advancing Super conducting Technology.
Energisektoren: Super conductive cables can transmit electric power very efficiently thereby reducing losses during energy transmission. Clean sources of energy research has been spurred by the use of superconductors in fusion reactors Furthermore wind turbines may become more efficient with the aid of superconductor.
Transport: Maglev principle depends on magnetic properties found within super conductivity hence eliminating friction for faster transport systems development would increase speed efficiency of a transportation system.
Elektronisk kommunikation: Ultra-high computing speed due to application use these devices enhances signal quality sent when communicating systems consist such devices.
Andre eksotiske materialer: magnetisme
1. Topologiske isolatorer - Generally non-conducting inside but conducting at surface showing special spintronics quantum computing usefulness among others.
2. Jernbaserede superledere -Having discovered them there has been significant progress towards practical applications high temperature super conductivity.
3.Magnetiske nanomaterialer - Drug delivery pollutant detection storage density widely used nanoparticles nanowires high storage density.
Future directions forsker i eksotiske materialer
Tværfaglige samarbejder bør gennemføres, så der fremover kan udvikles nye typer, superledere eller andre typer. Teknologisk innovation accelererer andre steder teknologiske innovationer skaber nye anvendelser andre steder henholdsvis materialevidenskab kombineret fysik ingeniør
Virkninger af økonomi og miljø
Energiforbrug og affald kan påvirkes positivt af brugen af mærkelige materialer. En bred anvendelse af disse stoffer vil føre til store økonomiske gevinster samt støtte bæredygtig udvikling og øge effektiviteten i ressourceudnyttelsen, hvilket fremgår af økonomiske cost-benefit-analyser.
For at opsummere
Moderne teknologi har en betydelig plads for eksotiske materialer såsom superledere. Det betyder, at de er uerstattelige i fremtidens videnskabs- og teknologiudvikling, fordi sådanne særlige magnetiske kvaliteter har store potentialer for anvendelser. Forskningen i innovative eksotiske materialer fortsætter hos AIM Magnet, så avancerede teknologier bliver mulige.
