Magnetiske egenskaper til eksotiske materialer: superledere og utover
Introduksjon
Eksotiske stoffer har ikke-tilbakevendende fysiske kvaliteter som er svært viktige i utviklingen av moderne vitenskap og teknologi. Årsaken bak dette er at superledere ikke har noen motstand, og derfor frastøter de magnetfelt og finner et bredt spekter av bruksområder innen ulike felt. Dette forskningsarbeidet vil undersøke magnetismen som vises av superledere så vel som andre typer eksotiske materialer som er avgjørende for fremtidig vitenskap og teknologi, deres mulige bruksområder.
Grunnleggende kunnskap om superledere
En superleder er et materiale hvis motstand synker til null ved en viss kritisk temperatur, det driver også ut de omkringliggende magnetfeltene. De har eksistert i over hundre år nå. Hovedtrekkene inkluderer fullstendig mangel på elektrisk motstand og Meissner-effekt, som helt skyver ut et eksternt magnetfelt. Det er to grupper basert på LTS, mens HTS fortsatt kan være superledende ved relativt høyere temperaturer.
De magnetiske egenskapene til superledere
Meissner-effekten skiller mellom normale tilstander fra det vi kaller superledning. Så snart et stoff blir en superleder, driver det ut indre magnetfelt i seg selv Kvantelåsing tillater stabil posisjonsvedlikehold til tross for deres tilstedeværelse i et magnetfelt. Følgelig skaper disse egenskapene store muligheter, spesielt på områder som magnetisk levitasjon eller sansing av jordens geomagnetiske felt, blant andre, slike unike egenskaper gjør dem nyttige, sterke feltmagneter, mulige måleformål med høy nøyaktighet eller verdifulle når det gjelder effektiv energitransport gjennom elektriske kraftledninger.
Potensielle bruksområder for superledere
Medisinsk applikasjon: 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.
Energisektoren: 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.
Transport: 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.
Elektronisk kommunikasjon: Ultra-high computing speed due to application use these devices enhances signal quality sent when communicating systems consist such devices.
Andre eksotiske materialer magnetisme
1. Topologiske isolatorer - Generally non-conducting inside but conducting at surface showing special spintronics quantum computing usefulness among others.
2. Jernbaserte superledere –Having discovered them there has been significant progress towards practical applications high temperature super conductivity.
3. Magnetiske nanomaterialer - Drug delivery pollutant detection storage density widely used nanoparticles nanowires high storage density.
Future directions forsker på eksotiske materialer
Tverrfaglige samarbeid bør gjennomføres slik at nye typer, superledere eller andre typer kan utvikles fremover. Teknologisk innovasjon akselererer andre steder, teknologiske innovasjoner gir nye anvendelser andre steder, henholdsvis materialvitenskap, kombinert fysikk, ingeniørfag
Effekter av økonomi og miljø
Energiforbruk og avfall kan påvirkes positivt av bruk av merkelige materialer. Bred bruk av disse stoffene vil gi store økonomiske gevinster, samt støtte bærekraftig utvikling og øke effektiviteten i ressursbruken, noe som vises av økonomiske kost-nytte-analyser.
For å oppsummere
Moderne teknologi har en betydelig plass for eksotiske materialer som superledere. Dette betyr at de er uerstattelige i fremtidig vitenskaps- og teknologiutvikling fordi slike spesielle magnetiske egenskaper har store potensialer for anvendelser. Forskning på innovative eksotiske materialer fortsetter ved AIM Magnet slik at avanserte teknologier blir mulig.
