Свръхпроводимост
Oще новини по темата :
| Еко технологии |
Свръхпроводимостта е явление наблюдавано при определени метали и сплави при ниски температури. То се характеризира с пълно отсъствие на електрическо съпротивление и заглушаването на вътрешното магнитно поле . Явлението е открито през 1911 г. от холандският физик Хейке Камерлинг Онес, който изследва съпротивлението на чист живак при ниски температури. Получените резултати са напълно неочаквани: под определена температура Тк, наречена критична, съпротивлението на живака със скок става равно на нула.
При свръхпроводниците, доближаването до критичната им температура намалява съпротивлението им, докато се получи рязък спад до 0 ома, любопитна информация, за която ще ви разкажем от еко.com.
Свръхпроводниците намират различни приложения в инженерството. Те могат да се използват като електромагнити, проводници във вериги, като част от медицината и други.
Тъй като те нямат съпротивление, провеждането на електричество през тях ще се извършва без ползата на ток и загубата на енергия във формата на топлина. Теоритично, използването на свръхпроводници при доставката на електричество би намалило разхода на въглероден диоксид и други замърсителни вещества от добива на електричество, за същото търсене на електричество от пазара, тъй като ще се елиминира загубата на електричество като топлина в проводниците.
Докато повечето свръхпроводници имат критична температура близо до 0 градуса Келвин (–273.15 °C), то е възможно тя да бъде увеличена, при някои известни сплави и състави. Това води до идеите относно ползата от свръхпроводници на стайна температура, които могат да увеличат коефициента на полезно действие на множество елетрически уреди.
Експериментите до момента не успяват да произведат такива свръхпроводници, а някои учени смятат че за да се достигне свойството на стайна критична температура, е нужно да се направи състав от почти цялата Менделеева таблица. Това твърдение се базира на корелацията показана досега между повишаването на критичната температура на свръхпроводими състави, и повишаването на броя елемнти включени в тях.
Свръхпроводниците биха били отлична перспектива за компютърните системи. Тенденция в изследването на феномена свръхпроводимост за последните 30 години е направлението „високотемпературна свръхпроводимост“. Първите свръхпроводници трябваше да се охлаждат до много ниски температури. Свръхпроводимост при стайна температура беше считано за теоретически невъзможно до 1986 г., когато бяха открити материали, склонни към свръхпроводимост при температура 90 К. Днес най-високата температура, при която започва свръхпроводимост е 138 К.
Има един голям проблем, препятстващ системното откриване на подобни материали – учените не разбираха природата на това явление на атомно ниво. Разбира се, квантовата физика позволи да се направи голям пробив в тази област, но много още остава неизяснено. Сега учените знаят, че свръхпроводящите материали образуват двойка електрони, известни като двойка на Купър.
Доста усилия са насочени и към търсене на свръхпроводимост в огранични съединения. Органичните вещества винаги съдържат въглерод. Този елемент е уникален, неповторим в своите способности да образува дълги вериги. При свързването им с други елементи, химиците вече са създали повече от 2 000 000 съединения! Такива са почти всички химични влакна, покрития, заместители на каучука, багрилата, лепилата, лекарствата.
През 1981г , в университета в Копенхаген, С. Бехгард синтезира първия органичен свръхпроводник - тетраметилтетраселенофулвален, съкратено TMTSF. Първият органичен свръхпроводник се оказва доста капризен. Първо трябва да го подложиш на налягане 12 килобара, а след това при постоянно налягане да го охлаждаш в продължение на 12 часа; при около 1К съпротивлението започва да пада, а при О,9К то става нула.
Неотдавна руският учен Е. Ягубски създаде едновременно три органични кристала, които стават свръхпроводници при 2..З К. Засега най-високата температура, при която органичното съединение става свръхпроводник, е 7,ЗК. Освен свръхпроводимост органичните кристали притежават и други необикновени свойства. Те например имат доста странни взаимоотношения с магнитното поле — все още неясни и необяснени. И още нещо. При металите и сплавите електрическото съпротивление в критичната точка спада рязко, скокообразно до нула, а при органичните кристали има преходна част, спадането става някак плавно. Органичните свръхпроводници правят първите си крачки.
Друго направление при търсене на стайна свръхпроводимост е използването на силиций.
През 2008г, е от канадски и германски учени е създаден нов свръхпроводящ материал, с използване на силиций и водород не изисква охлаждане. За разлика от обикновените свръхпроводници, който изискват охлаждане до много ниски температури, за да възникне този ефект, новият материал има нужда от високо налягане. Изследователите твърдят, че от него в бъдеще могат да се правят свръхпроводници, които ще работят при стайна температура. Новият материал е наречен силан и представлява силициев аналог на метана – един атом силиций и четири атома водород формират молекулярен хибрид (в метана мястото на силициевия атом е заето от атом на въглерода.
