Μαγνητικές ιδιότητες εξωτικών υλικών: υπεραγωγοί και πέρα από αυτούς

Εισαγωγή

Τα εξωτικά θέματα διαθέτουν μη επαναλαμβανόμενες φυσικές ιδιότητες που είναι εξαιρετικά σημαντικές για την πρόοδο της σύγχρονης επιστήμης και τεχνολογίας. Ο λόγος πίσω από αυτό είναι ότι οι υπεραγωγοί δεν έχουν αντίσταση, επομένως απωθούν τα μαγνητικά πεδία και βρίσκουν ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών σε διάφορους τομείς. Αυτή η ερευνητική εργασία θα εξετάσει τον μαγνητισμό που παρουσιάζουν οι υπεραγωγοί καθώς και άλλους τύπους εξωτικών υλικών που είναι ζωτικής σημασίας για τη μελλοντική επιστήμη και τεχνολογία, τις πιθανές χρήσεις τους.

Βασικές γνώσεις σχετικά με τους υπεραγωγούς

Ένας υπεραγωγός είναι ένα υλικό του οποίου η αντίσταση πέφτει στο μηδέν σε ορισμένες κρίσιμες θερμοκρασίες, αποβάλλει επίσης τα γύρω μαγνητικά πεδία. Υπάρχουν για πάνω από εκατό χρόνια τώρα. Τα κύρια χαρακτηριστικά περιλαμβάνουν την πλήρη έλλειψη ηλεκτρικής αντίστασης και το φαινόμενο Meissner, το οποίο ωθεί εντελώς ένα εξωτερικό μαγνητικό πεδίο. Υπάρχουν δύο ομάδες που βασίζονται στο LTS, ενώ το HTS μπορεί ακόμα να είναι υπεραγώγιμο σε σχετικά υψηλότερες θερμοκρασίες.

Οι μαγνητικές ιδιότητες των υπεραγωγών

Το φαινόμενο Meissner διακρίνει μεταξύ των φυσιολογικών καταστάσεων από αυτό που ονομάζουμε υπεραγωγιμότητα. Μόλις κάποια ουσία γίνει υπεραγωγός, αποβάλλει εσωτερικό μαγνητικό πεδίο μέσα της Το κβαντικό κλείδωμα επιτρέπει τη διατήρηση σταθερής θέσης παρά την παρουσία τους σε μαγνητικό πεδίο. Κατά συνέπεια, αυτές οι ιδιότητες δημιουργούν μεγάλες ευκαιρίες, ειδικά σε τομείς όπως η μαγνητική αιώρηση ή η ανίχνευση του γεωμαγνητικού πεδίου της γης, μεταξύ άλλων, τέτοια μοναδικά χαρακτηριστικά τις καθιστούν χρήσιμους μαγνήτες ισχυρού πεδίου, πιθανούς σκοπούς μέτρησης υψηλής ακρίβειας ή πολύτιμους όταν πρόκειται για αποτελεσματική μεταφορά ενέργειας μέσω γραμμών ηλεκτρικής ενέργειας.

Πιθανές εφαρμογές για υπεραγωγούς

Ιατρική εφαρμογή: 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.

Ενεργειακός τομέας: 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.

Μεταφορά: 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.

Ηλεκτρονική επικοινωνία: Ultra-high computing speed due to application use these devices enhances signal quality sent when communicating systems consist such devices.

Μαγνητισμός άλλων εξωτικών υλικών

1.Τοπολογικοί μονωτές – Generally non-conducting inside but conducting at surface showing special spintronics quantum computing usefulness among others.

2. Υπεραγωγοί με βάση το σίδηρο -Having discovered them there has been significant progress towards practical applications high temperature super conductivity.

3.Μαγνητικά νανοϋλικά - Drug delivery pollutant detection storage density widely used nanoparticles nanowires high storage density.

Μελλοντικές κατευθύνσεις ερευνά εξωτικά υλικά

Θα πρέπει να πραγματοποιηθούν διεπιστημονικές συνεργασίες έτσι ώστε να μπορούν να αναπτυχθούν νέοι τύποι, υπεραγωγοί ή οποιοδήποτε άλλο είδος στο μέλλον. Η τεχνολογική καινοτομία επιταχύνεται αλλού τεχνολογικές καινοτομίες που επιφέρουν νέες εφαρμογές αλλού επιστήμη των υλικών συνδυασμένη φυσική μηχανική αντίστοιχα

Επιπτώσεις της Οικονομίας και του Περιβάλλοντος

Η κατανάλωση ενέργειας και τα απόβλητα μπορούν να επηρεαστούν θετικά από τη χρήση περίεργων υλικών. Η ευρεία χρήση αυτών των ουσιών θα οδηγήσει σε μεγάλα οικονομικά οφέλη, καθώς και θα στηρίξει τη βιώσιμη ανάπτυξη και θα αυξήσει την αποδοτικότητα στη χρήση των πόρων, όπως αποδεικνύεται από την οικονομική ανάλυση κόστους-οφέλους.

Συνοψίζοντας

Η σύγχρονη τεχνολογία έχει σημαντική θέση για εξωτικά υλικά όπως οι υπεραγωγοί. Αυτό σημαίνει ότι είναι αναντικατάστατες στη μελλοντική ανάπτυξη της επιστήμης και της τεχνολογίας, επειδή τέτοιες ειδικές μαγνητικές ιδιότητες έχουν ευρείες δυνατότητες για εφαρμογές. Η έρευνα για καινοτόμα εξωτικά υλικά συνεχίζεται στην AIM Magnet, έτσι ώστε οι προηγμένες τεχνολογίες να γίνουν δυνατές.