תכונות מגנטיות של חומרים אקזוטיים: מוליכי-על ומעבר להם

מבוא

לעניינים אקזוטיים יש איכויות פיזיות בלתי חוזרות ונשנות שהן משמעותיות ביותר בהתקדמות המדע והטכנולוגיה העדכניים. הסיבה לכך היא שלמוליכי-על אין התנגדות ולכן הם דוחים שדות מגנטיים ומוצאים מגוון רחב של יישומים בתחומים שונים. עבודת מחקר זו תבחן את המגנטיות המוצגת על ידי מוליכי-על, כמו גם סוגים אחרים של חומרים אקזוטיים החיוניים למדע וטכנולוגיה עתידיים, לשימושים האפשריים שלהם.

ידע בסיסי על מוליכי-על

מוליך-על הוא חומר שההתנגדות שלו יורדת לאפס בטמפרטורה קריטית מסוימת, הוא גם מגרש את השדות המגנטיים הסובבים אותו. הם קיימים כבר למעלה ממאה שנה. המאפיינים העיקריים כוללים חוסר מוחלט של התנגדות חשמלית אפקט מייסנר אשר לחלוטין דוחף החוצה שדה מגנטי חיצוני. ישנן שתי קבוצות המבוססות על LTS, בעוד HTS עדיין יכול להיות מוליך-על בטמפרטורות גבוהות יחסית.

התכונות המגנטיות של מוליכי-על

אפקט מייסנר מבחין בין מצבים נורמליים לבין מה שאנו מכנים מוליכות-על. ברגע שחומר כלשהו הופך למוליך-על, הוא פולט שדה מגנטי פנימי בתוכו נעילה קוונטית מאפשרת שמירה על מיקום יציב למרות נוכחותם בשדה מגנטי. כתוצאה מכך, תכונות אלה יוצרות הזדמנויות גדולות, במיוחד בתחומים כמו ריחוף מגנטי או חישה, השדה הגיאומגנטי של כדור הארץ, בין היתר, מאפיינים ייחודיים כאלה הופכים אותם למגנטים שימושיים בעלי שדה חזק, אפשריים, מטרות מדידה ברמת דיוק גבוהה או בעלי ערך כשמדובר בהובלת אנרגיה יעילה באמצעות קווי חשמל.

יישומים פוטנציאליים עבור מוליכי-על

יישום רפואי: 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.

סקטור האנרגיה: 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.

גירוש: 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.

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

מגנטיות של חומרים אקזוטיים אחרים

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

2. מוליכי על מבוססי ברזל –Having discovered them there has been significant progress towards practical applications high temperature super conductivity.

3. ננו-חומרים מגנטיים - Drug delivery pollutant detection storage density widely used nanoparticles nanowires high storage density.

כיוונים עתידיים חוקר חומרים אקזוטיים

יש לבצע שיתופי פעולה בין-תחומיים כך שניתן יהיה לפתח סוגים חדשים של מוליכי-על או כל סוג אחר בעתיד. חדשנות טכנולוגית מאיצה במקומות אחרים, חידושים טכנולוגיים מביאים יישומים חדשים במקומות אחרים, מדע חומרים, פיזיקה משולבת, הנדסה בהתאמה

השפעות הכלכלה והסביבה

צריכת אנרגיה ופסולת יכולה להיות מושפעת באופן חיובי על ידי שימוש בחומרים מוזרים. יישום רחב של חומרים אלה יוביל לרווחים כלכליים גדולים, כמו גם לתמוך בפיתוח בר קיימא ולהגביר את היעילות בשימוש במשאבים כפי שמוצג על ידי ניתוח עלות תועלת כלכלית.

לסיכום

לטכנולוגיה העכשווית יש מקום משמעותי לחומרים אקזוטיים כמו מוליכי-על. משמעות הדבר היא שאין להם תחליף בפיתוח עתידי של מדע וטכנולוגיה מכיוון שלתכונות מגנטיות מיוחדות כאלה יש פוטנציאלים רחבים ליישומים. המחקר על חומרים אקזוטיים חדשניים ממשיך במגנט AIM כדי לאפשר טכנולוגיות מתקדמות.