Propiedades magnéticas de materiais exóticos: superconductores e máis
Introdución
As materias exóticas posúen calidades físicas non recorrentes que son moi significativas no progreso da ciencia e tecnoloxía actuais. A razón detrás disto é que os superconductores non teñen resistencia, polo que repelen campos magnéticos e atopan unha ampla gama de aplicacións en varios campos. Este traballo de investigación examinará o magnetismo que exhiben os superconductores, así como outros tipos de materiais exóticos que son cruciais para a ciencia e a tecnoloxía futuras, os seus posibles usos.
Coñecementos básicos sobre superconductores
Un supercondutor é un material cuxa resistencia cae a cero a certa temperatura crítica, tamén expulsa os campos magnéticos circundantes. Existen desde hai máis de cen anos. As principais características inclúen a completa falta de resistencia eléctrica e o efecto Meissner que empuxa completamente un campo magnético externo. Hai dous grupos baseados en LTS mentres que HTS aínda pode ser superconductora a temperaturas relativamente máis altas.
As propiedades magnéticas dos superconductores
O efecto Meissner distingue os estados normais do que chamamos superconductividade. En canto algunha substancia se converte nun supercondutor, expulsa un campo magnético interno dentro de si mesmo. O bloqueo cuántico permite manter unha posición estable a pesar da súa presenza nun campo magnético. En consecuencia, estas propiedades crean grandes oportunidades especialmente en áreas como a levitación magnética ou a detección do campo xeomagnético da Terra entre outras características únicas que os fan imanes de campo forte útiles para fins de medición de alta precisión ou valiosos cando se trata de transporte eficiente de enerxía a través de liñas de enerxía eléctrica.
Aplicacións potenciais para superconductores
Aplicación médica: A Impresión por Resonancia Magnética Nuclear emprega imanes fortes feitos con este tipo de materiais, permitindo así unha imaxe médica de precisión con inmenso apoio da RM (Imagen de Campo Magnético). No futuro, a Impresión Médica sería máis precisa e eficiente avanzando a tecnoloxía supercondutora.
Sector enerxético: Os cables superconductores poden transmitir enerxía eléctrica de forma moi eficiente, reducindo así as perdas durante a transmisión de enerxía. A investigación sobre fontes limpas de enerxía estimouse polo uso de superconductores en reactores de fusión.
Transporte: O principio do maglev depende das propiedades magnéticas atopadas dentro da superconductividade, polo que eliminar a fricción para un desenvolvemento de sistemas de transporte máis rápido aumentaría a eficiencia de velocidade dun sistema de transporte.
Comunicación electrónica: A velocidade de computación ultraalta debido ao uso de aplicacións destes dispositivos mellora a calidade do sinal enviado cando os sistemas de comunicación consisten en tales dispositivos.
Outros materiais exóticos magnetismo
1.Isoladores topolóxicos En xeral non condutor no interior, pero condutor na superficie, mostrando utilidade especial para a computación cuántica de espíntrónica, entre outros.
2.Supercondutores a base de ferro Despois de descubrirse, houbo un progreso significativo cara ás aplicacións prácticas da superconductividade de alta temperatura.
3.Nanomateriais magnéticos - Densidade de almacenamento de drogas de entrega de contaminantes densidade de almacenamento de nanopartículas amplamente utilizadas nanocables densidade de almacenamento alta.
Futuras direccións investiga materiais exóticos
Debería realizarse unha colaboración interdisciplinar para que se poidan desenvolver novos tipos de superconductores ou calquera outro tipo. A innovación tecnolóxica acelera noutros lugares as innovacións tecnolóxicas que producen novas aplicacións noutros lugares a ciencia dos materiais, a física combinada e a enxeñaría respectivamente
Efectos da economía e do medio ambiente
O consumo de enerxía e os residuos poden verse afectados positivamente polo uso de materiais estraños. A ampla aplicación destas substancias levará a grandes beneficios económicos, así como a apoiar o desenvolvemento sustentable e aumentar a eficiencia no uso dos recursos, como se demostra polo análisis económico custo-beneficio.
Para resumir
A tecnoloxía contemporánea ten un lugar significativo para materiais exóticos como os superconductores. Isto significa que son insustituíbles no futuro desenvolvemento da ciencia e da tecnoloxía porque tales calidades magnéticas especiais teñen un amplo potencial de aplicacións. A investigación sobre materiais exóticos innovadores continúa no AIM Magnet para que as tecnoloxías avanzadas sexan posibles.
