ویژگیهای مغناطیسی مواد غریبه: فراهنگامها و فراتر از آن

معرفی

ماده های عجیب دارای ویژگی های فیزیکی غیر تکراری هستند که در پیشرفت علم و فناوری مدرن بسیار مهم هستند. دلیل این امر این است که ابررسان مقاومت ندارند بنابراین میدان های مغناطیسی را دفع می کنند و طیف گسترده ای از کاربردهای مختلف را در زمینه های مختلف پیدا می کنند. این کار تحقیقاتی، مغناطیسی که توسط ابررسان و همچنین سایر انواع مواد غریبی که برای علم و فناوری آینده حیاتی هستند، مورد بررسی قرار می گیرد.

دانش پایه در مورد ابررسان

ابررسان ماده ای است که مقاومت آن در دمای بحرانی معینی به صفر می رسد، همچنین میدان های مغناطیسی اطرافش را بیرون می کند. اونا الان بیش از صد ساله که وجود دارن. ویژگی های اصلی شامل عدم مقاومت الکتریکی و اثر میسنر است که میدان مغناطیسی خارجی را به طور کامل خارج می کند. دو گروه بر اساس LTS وجود دارد در حالی که HTS هنوز هم می تواند در دمای نسبتا بالاتر فوق رسانا باشد.

خواص مغناطیسی ابررسان

اثر ميسنر بين حالت هاي طبيعي و آنچه که ما فوق رسانا مي ناميم، تمييز مي کند. به محض اینکه یک ماده تبدیل به یک ابررسان شود، میدان مغناطیسی داخلی را در خود بیرون می کند قفل کوانتومی اجازه می دهد که موقعیت پایدار را حفظ کند، علیرغم حضور آنها در یک میدان مغناطیسی. در نتیجه این خواص فرصت های زیادی را به ویژه در زمینه هایی مانند ارتفاع مغناطیسی یا حس میدان زمین زمین مغناطیسی ایجاد می کنند. از جمله ویژگی های منحصر به فرد آنها را به مقناطیس های میدان قوی مفید می کند. اهداف اندازه گیری دقیق و با دقت بالا ممکن است یا در هنگام حمل انرژی کارآمد از طریق خطوط برق ارزشمند

کاربرد های بالقوه برای ابررسان

کاربرد پزشکی: تصویربرداری رزونانس مغناطیسی هسته ای از آهنرباهای قوی ساخته شده از این نوع مواد استفاده می کند و بنابراین تصویربرداری پزشکی دقیق را با پشتیبانی عظیم از MRI (تصویربرداری میدان مغناطیسی) امکان پذیر می کند. در آینده تصویربرداری پزشکی با پیشرفت تکنولوژی فوق هدایت کننده دقیق تر و کارآمدتر خواهد بود.

بخش انرژی: کابل های فوق رسانا می توانند انرژی الکتریکی را به طور بسیار کارآمد انتقال دهند و در نتیجه از دست دادن در طول انتقال انرژی را کاهش دهند. تحقیقات منابع انرژی پاک توسط استفاده از ابررسان در راکتورهای همجوشی تحریک شده است. علاوه بر این توربین های بادی می توانند با کمک ابررسان کارآمدتر شوند.

حمل و نقل: اصل ماگلوف بستگی به خواص مغناطیسی که در ابررسان بودن یافت می شود دارد بنابراین از بین بردن اصطکاک برای توسعه سریعتر سیستم های حمل و نقل باعث افزایش سرعت بهره وری سیستم حمل و نقل می شود.

ارتباطات الکترونیک: سرعت محاسبات فوق العاده بالا به دلیل استفاده از این دستگاه ها باعث افزایش کیفیت سیگنال ارسال شده می شود زمانی که سیستم های ارتباطی شامل چنین دستگاه هایی هستند.

مواد غریبی دیگر مغناطیس

1.عایق های توپولوژیکی به طور کلی در داخل غیر رسانا اما در سطح رسانا است که از جمله موارد دیگر، سودمند بودن اسپینترونیک کوانتومی را نشان می دهد.

۲- ابررساننده های آهن بعد از کشف آنها پیشرفت قابل توجهی در جهت کاربردهای عملی در درجه حرارت بالا رخ داده است.

3.نانو مواد مغناطیسی - غلظت ذخیره سازی مواد مخدر، غلظت ذخیره سازی مواد آلوده، غلظت ذخیره سازی نانوذرات به طور گسترده استفاده می شود.

جهت هاي آينده مواد غريبي را در بررسي دارد

همکاری های بین رشته ای باید انجام شود تا در آینده انواع جدید ابررسان یا هر نوع دیگری را توسعه دهند. نوآوری های تکنولوژیکی در جای دیگر سرعت می یابد نوآوری های تکنولوژیکی در جای دیگر کاربرد های جدیدی را ایجاد می کنند علوم مواد مهندسی فیزیک ترکیبی

اثرات اقتصاد و محیط زیست

مصرف انرژی و ضایعات می تواند با استفاده از مواد عجیب و غریب تحت تاثیر مثبت قرار گیرد. استفاده گسترده از این مواد منجر به سود اقتصادی بزرگ خواهد شد و همچنین توسعه پایدار را پشتیبانی می کند و بهره وری در استفاده از منابع را افزایش می دهد که توسط تجزیه و تحلیل هزینه و سود اقتصادی نشان داده شده است.

خلاصه می کنم

تکنولوژی معاصر جایگاه مهمی برای مواد عجیب مانند ابررسان دارد. این بدان معنی است که آنها در آینده در توسعه علم و فناوری غیر قابل جایگزینی هستند زیرا چنین ویژگی های مغناطیسی ویژه ای دارای پتانسیل های گسترده ای برای کاربرد هستند. تحقیقات در مورد مواد خارق العاده نوآورانه در AIM Magnet ادامه دارد تا فناوری های پیشرفته ممکن شود.