Propiedades magnéticas de materiales exóticos: superconductores y más allá

Introducción

Las materias exóticas poseen cualidades físicas no recurrentes que son muy significativas en el progreso de la ciencia y la tecnología actuales. La razón detrás de esto es que los superconductores no tienen resistencia por lo tanto repelen los campos magnéticos y encuentran una amplia gama de aplicaciones en varios campos. Este trabajo de investigación examinará el magnetismo exhibido por los superconductores, así como otros tipos de materiales exóticos que son cruciales para la ciencia y la tecnología futuras, sus posibles usos.

Conocimiento básico sobre los superconductores

Un superconductor es un material cuya resistencia cae a cero a cierta temperatura crítica, también expulsa sus campos magnéticos circundantes. Han existido por más de cien años. Las características principales incluyen la completa falta de resistencia eléctrica y el efecto Meissner que empuja completamente un campo magnético externo. Hay dos grupos basados en LTS mientras que HTS todavía puede ser superconductor a temperaturas relativamente más altas.

Las propiedades magnéticas de los superconductores

El efecto Meissner distingue entre estados normales de lo que llamamos superconductividad. Tan pronto como alguna sustancia se convierte en un superconductor, expulsa un campo magnético interno dentro de sí mismo. El bloqueo cuántico permite el mantenimiento de una posición estable a pesar de su presencia en un campo magnético. En consecuencia, estas propiedades crean grandes oportunidades especialmente en áreas como la levitación magnética o la detección del campo geomagnético de la Tierra, entre otras características únicas que los hacen útiles como imanes de campo fuerte.

Aplicaciones potenciales para los superconductores

Aplicación médica: La Imagen de Resonancia Magnética Nuclear emplea imanes fuertes hechos de este tipo de materiales, lo que permite una imagen médica de precisión con el inmenso apoyo de la RM (Imagen de Campo Magnético). En el futuro, la Imagen Médica sería más precisa y eficiente al avanzar en la tecnología superconductora.

Sector energético: Los cables superconductores pueden transmitir energía eléctrica de manera muy eficiente, reduciendo así las pérdidas durante la transmisión de energía. La investigación sobre fuentes de energía limpias se ha visto estimulada por el uso de superconductores en reactores de fusión. Además, las turbinas eólicas pueden ser más eficientes con la ayuda de superconductores.

Transporte: El principio del Maglev depende de las propiedades magnéticas que se encuentran dentro de la superconductividad, por lo tanto, eliminar la fricción para un desarrollo más rápido de los sistemas de transporte aumentaría la eficiencia de velocidad de un sistema de transporte.

Comunicación electrónica: La velocidad de computación ultra alta debido al uso de estos dispositivos mejora la calidad de la señal enviada cuando los sistemas de comunicación consisten en dichos dispositivos.

Magnetismo de otros materiales exóticos

1.Los aislantes topológicos Generalmente no conductor en el interior, pero conductor en la superficie que muestra una utilidad especial de computación cuántica de espíntrónica, entre otros.

2.Superconductores a base de hierro Tras su descubrimiento se han producido progresos significativos hacia aplicaciones prácticas de la superconductividad a altas temperaturas.

3.Nanomateriales magnéticos - Densidad de almacenamiento de la detección de contaminantes de la entrega de medicamentos nanopartículas ampliamente utilizadas nanocables alta densidad de almacenamiento.

Direcciones futuras investiga materiales exóticos

Se deben llevar a cabo colaboraciones interdisciplinarias para que en el futuro se puedan desarrollar nuevos tipos de superconductores o cualquier otro tipo. La innovación tecnológica acelera en otros lugares las innovaciones tecnológicas que generan nuevas aplicaciones en otros lugares las ciencias de los materiales, la física combinada y la ingeniería respectivamente

Efectos de la economía y el medio ambiente

El uso de materiales extraños puede afectar positivamente el consumo de energía y los residuos. La amplia aplicación de estas sustancias dará lugar a grandes beneficios económicos, así como a un desarrollo sostenible y a una mayor eficiencia en el uso de los recursos, como demuestra el análisis económico de costes y beneficios.

Para resumir

La tecnología contemporánea tiene un lugar significativo para materiales exóticos como los superconductores. Esto significa que son insustituibles en el futuro desarrollo de la ciencia y la tecnología porque tales cualidades magnéticas especiales tienen un amplio potencial de aplicaciones. La investigación sobre materiales exóticos innovadores continúa en AIM Magnet para que las tecnologías avanzadas sean posibles.