Tính chất từ tính của vật liệu kỳ lạ: siêu dẫn và hơn thế nữa

Giới thiệu

Vật chất kỳ lạ có những phẩm chất vật lý không tái phát rất quan trọng trong tiến bộ của khoa học và công nghệ hiện đại. Lý do đằng sau điều này là siêu dẫn không có kháng cự do đó chúng đẩy lùi các trường từ và tìm thấy một loạt các ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau. Công việc nghiên cứu này sẽ kiểm tra tính từ tính được thể hiện bởi siêu dẫn cũng như các loại vật liệu kỳ lạ khác rất quan trọng cho khoa học và công nghệ trong tương lai, các ứng dụng có thể của chúng.

Kiến thức cơ bản về siêu dẫn

Một siêu dẫn là một vật liệu có điện trở giảm xuống bằng không ở nhiệt độ quan trọng nhất định, nó cũng đẩy các trường từ xung quanh ra ngoài. Chúng đã tồn tại hơn một trăm năm nay. Các đặc điểm chính bao gồm sự thiếu hoàn toàn kháng điện và hiệu ứng Meissner hoàn toàn đẩy ra một trường từ bên ngoài. Có hai nhóm dựa trên LTS trong khi HTS vẫn có thể siêu dẫn ở nhiệt độ tương đối cao.

Các tính chất từ tính của siêu dẫn

Hiệu ứng Meissner phân biệt giữa các trạng thái bình thường từ những gì chúng ta gọi là siêu dẫn. Ngay khi một chất nào đó trở thành siêu dẫn, nó thải ra từ trường bên trong nó. Khóa lượng tử cho phép duy trì vị trí ổn định mặc dù có mặt trong từ trường. Do đó, các tính chất này tạo ra những cơ hội lớn đặc biệt là trong các lĩnh vực như bay từ tính hoặc cảm nhận trường địa từ của trái đất trong số những đặc điểm độc đáo khác như vậy làm cho chúng trở thành nam châm trường mạnh hữu ích có thể có mục đích đo lường chính xác cao hoặc có giá trị khi nói đến vận chuyển năng lượng hiệu

Các ứng dụng tiềm năng cho siêu dẫn

Ứng dụng y tế:Hình ảnh cộng hưởng từ hạt nhân sử dụng nam châm mạnh làm từ các loại vật liệu này do đó cho phép hình ảnh y tế chính xác với sự hỗ trợ to lớn từ MRI (Hình ảnh từ trường). Trong tương lai, hình ảnh y tế sẽ chính xác và hiệu quả hơn bằng cách phát triển công nghệ siêu dẫn.

Ngành năng lượng:Các cáp siêu dẫn có thể truyền điện rất hiệu quả do đó làm giảm tổn thất trong quá trình truyền năng lượng. Nghiên cứu về các nguồn năng lượng sạch đã được thúc đẩy bởi việc sử dụng siêu dẫn trong lò phản ứng tổng hợp. Hơn nữa, tua bin gió có thể trở nên hiệu quả hơn với sự giúp đỡ của siêu dẫn.

Giao thông vận tải:Nguyên tắc Maglev phụ thuộc vào tính chất từ tính được tìm thấy trong tính dẫn siêu do đó loại bỏ ma sát để phát triển hệ thống vận tải nhanh hơn sẽ làm tăng hiệu quả tốc độ của hệ thống vận chuyển.

Truyền thông điện tử:Tốc độ tính toán cực cao do sử dụng các thiết bị này làm tăng chất lượng tín hiệu được gửi khi các hệ thống liên lạc bao gồm các thiết bị như vậy.

Các vật liệu kỳ lạ khác từ tính

1.Nhiện thắt topologicalNói chung không dẫn trong nhưng dẫn ở bề mặt cho thấy hữu ích tính toán lượng tử spintronics đặc biệt trong số những người khác.

2.Điều dẫn siêu dựa trên sắtSau khi phát hiện ra chúng, đã có những tiến bộ đáng kể hướng tới các ứng dụng thực tế về siêu dẫn nhiệt độ cao.

3.Vật liệu nano từ tính -Truyền thuốc phát hiện chất gây ô nhiễm mật độ lưu trữ hạt nano được sử dụng rộng rãi nanowire mật độ lưu trữ cao.

Các hướng đi tương lai nghiên cứu các vật liệu kỳ lạ

Sự hợp tác liên ngành nên được thực hiện để các loại siêu dẫn hoặc bất kỳ loại nào khác có thể được phát triển trong tương lai. Đổi mới công nghệ tăng tốc ở những nơi khác Đổi mới công nghệ tạo ra các ứng dụng mới ở những nơi khác Khoa học vật liệu kết hợp vật lý kỹ thuật

Tác động của kinh tế và môi trường

Tiêu thụ năng lượng và chất thải có thể bị ảnh hưởng tích cực bởi việc sử dụng vật liệu lạ. Việc áp dụng rộng rãi các chất này sẽ dẫn đến lợi ích kinh tế lớn, cũng như hỗ trợ phát triển bền vững và tăng hiệu quả trong việc sử dụng tài nguyên, được chứng minh bởi phân tích chi phí-lợi ích kinh tế.

Tóm lại

Công nghệ hiện đại có một vị trí quan trọng cho các vật liệu kỳ lạ như siêu dẫn. Điều này có nghĩa là chúng không thể thay thế trong sự phát triển khoa học và công nghệ trong tương lai bởi vì các phẩm chất từ tính đặc biệt như vậy có tiềm năng ứng dụng rộng lớn. Nghiên cứu về các vật liệu kỳ lạ sáng tạo tiếp tục tại AIM Magnet để công nghệ tiên tiến trở nên có thể.