Proprietățile magnetice ale materialelor exotice: supraconductori și nu numai
Introducere
Materiile exotice posedă calități fizice nerecurente care sunt extrem de semnificative în progresul științei și tehnologiei actualizate. Motivul din spatele acestui lucru este că supraconductorii nu au rezistență, prin urmare resping câmpurile magnetice și găsesc o gamă largă de aplicații în diverse domenii. Această lucrare de cercetare va examina magnetismul prezentat de supraconductori, precum și alte tipuri de materiale exotice care sunt cruciale pentru știința și tehnologia viitoare, posibilele lor utilizări.
Cunoștințe de bază despre supraconductori
Un supraconductor este un material a cărui rezistență scade la zero la o anumită temperatură critică, expulzând și câmpurile magnetice înconjurătoare. Ele există de peste o sută de ani. Principalele caracteristici includ lipsa totală a rezistenței electrice și efectul Meissner care împinge complet un câmp magnetic extern. Există două grupuri bazate pe LTS, în timp ce HTS poate fi încă supraconductiv la temperaturi relativ mai ridicate.
Proprietățile magnetice ale supraconductorilor
Efectul Meissner distinge între stările normale de ceea ce numim supraconductivitate. De îndată ce o substanță devine un supraconductor, expulzează câmpul magnetic intern în interiorul său. În consecință, aceste proprietăți creează mari oportunități, în special în domenii precum levitația magnetică sau detectarea câmpului geomagnetic al Pământului, printre altele, astfel de caracteristici unice le fac utile, magneți de câmp puternic, posibile scopuri de măsurare de înaltă precizie sau valoroase atunci când vine vorba de transportul eficient al energiei prin linii electrice.
Aplicații potențiale pentru supraconductori
Aplicație medicală: 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.
Sectorul energetic: 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.
Transportare: 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.
Comunicații electronice: Ultra-high computing speed due to application use these devices enhances signal quality sent when communicating systems consist such devices.
Alte materiale exotice magnetism
1. Izolatori topologici – Generally non-conducting inside but conducting at surface showing special spintronics quantum computing usefulness among others.
2. Superconductori pe bază de fier –Having discovered them there has been significant progress towards practical applications high temperature super conductivity.
3.Nanomateriale magnetice - Drug delivery pollutant detection storage density widely used nanoparticles nanowires high storage density.
Direcții viitoare cercetează materiale exotice
Ar trebui să se desfășoare colaborări interdisciplinare, astfel încât să poată fi dezvoltate noi tipuri, superconductori sau orice alt tip. Inovația tehnologică accelerează în alte părți, inovațiile tehnologice aduc noi aplicații în altă parte, știința materialelor, fizica combinată, ingineria respectiv
Efectele economiei și mediului
Consumul de energie și deșeurile pot fi afectate pozitiv de utilizarea materialelor ciudate. Aplicarea pe scară largă a acestor substanțe va duce la câștiguri economice mari, precum și va sprijini dezvoltarea durabilă și va crește eficiența utilizării resurselor, ceea ce este demonstrat de analiza cost-beneficiu economică.
În concluzie
Tehnologia contemporană are un loc semnificativ pentru materialele exotice, cum ar fi supraconductorii. Aceasta înseamnă că sunt de neînlocuit în dezvoltarea viitoare a științei și tehnologiei, deoarece astfel de calități magnetice speciale au un potențial larg pentru aplicații. Cercetarea materialelor exotice inovatoare continuă la AIM Magnet, astfel încât tehnologiile avansate să devină posibile.
