Изюминка горячей сверхпроводимости
Дальневосточная инженерная группа находится в шаге от создания сверхпроводящего кабеля, пригодного для промышленного применения. Новый сверхпроводник будет работать при комнатной температуре без какого либо охлаждения. Он не боится сильного магнитного поля, выдерживает механические нагрузки и дёшев в серийном производстве.
Так называемые высокотемпературные сверхпроводники, обычно сделанные на основе медных окисей, проводят электричество без сопротивления при температурах вблизи точки кипения азота: минус 196 градусов по Цельсию. Считается, что это не столь уж низкие значения, если учесть, что обычные сверхпроводники требуют намного более сильного охлаждения.
Изощренность ума исследователей всего мира в опытах с окисью меди не знает границ, но выйти за пределы холодного азота не так-то просто.
К примеру, Эмит Гойял (Amit Goyal) и его коллеги из американской национальной лаборатории в Окридже (Oak Ridge National Laboratory), чтобы создать прототип массового сверхпроводящего силового кабеля взяли иттрий-барий-медный оксид (YBCO) и
"намазали" его тонким слоем на полосу обычного гибкого металла. Затем взорвали порошковую смесь цирконата бария и YBCO при помощи лазерного луча, при этом полученный пар тонким слоем осадили на металлическую полоску. Это придало проводу прочность и гибкость.
Но главное усовершенствование: сверхпроводниковый материал авторы заполнили мириадами квантовых точек (нанокристалликов) цирконата бария — словно изюмом тесто.
Однако, дороговатая "булочка" получается… Но, американцы полагают, что стали на шаг ближе к практическому применению сверхпроводящих кабелей в промышленности и на транспорте.
(По материалам научно-популярного интернет-журнала MEMBRANA)
Для изготовления сверхпроводника дальневосточники не используют взрывы, лазеры, сверхтонкие пленки, они не уходят в область наноразмеров – изделие выполнимо в условиях средней заводской лаборатории.
В нем используется купроксная поверхность и медная (а не меднокислая) основа сверхпроводника. Всё отличие - в способе получения поверхностного покрытия на медном стержне и в способе его сочетания с другими слоями проводника.
Примененная ими комбинация распространенных металлов и их окислов на первый взгляд не имеет практического смысла, поэтому до сих пор и не привлекала внимание специалистов. Но оказалось, что это сочетание и есть изюминка сверхпроводимости при комнатной температуре.
При испытаниях некондиционного образца получен вполне зримый и впечатляющий результат (см. график испытаний некондиционного образца).
Некондиционный, т.е. фактически бракованный образец использовался в силу того, что технология создания равномерного сверхпроводящего слоя на момент испытаний еще не отработана.
(см. фотография некондиционного сверхпроводящего слоя)
Вследствие неравномерной толщины сверхпроводящего слоя ток, достигнув критических величин, “пробил” его и “вышел” за пределы коридора, где электроны не встречали сопротивления.
Однако стремление сопротивления к нулю при комнатной температуре при увеличении силы тока, это само по себе неординарное явление, и оно, наверное, уже способно вызвать к себе огромный интерес.
Почему использовался некондиционный проводник?
Исследователи понадеялись на собственные резервы - примерно также, как их соседка по региону, Северная Корея, полагается на идеи Чу Чхе (опора на собственные силы)….
Выбранная стратегия оказалась несостоятельной – собственные возможности и финансовые средства закончились быстрее, чем ожидалось, и до того как был достигнут окончательный результат.
Дальнейшие опыты должны выявить диапазон тока, при котором сопротивление окончательно исчезнет, а режим сверхпроводимости будет устойчивым – диапазон тока сверхпроводимости. Ожидаемый результат представлен на графике(см.график ожидаемый результат)
Сегодня у исследователе самая насущная задача – найти достойных партнеров для продолжения разработки. По расчетам, при правильной организации работ, ожидаемые результаты будут получены в течение 6-12 месяцев.
При этом, изобретатели видят, насколько реален и близок последний шаг для достижения “голубой мечты” физиков - сверхпроводимости при комнатной температуре.
А то, что результаты окажутся положительными, а исследовательский коллектив станет первым, кто осуществит эту заветную мечту, сомнений нет.
Дата публикации: 26 сентября 2006
Источник: SciTecLibrary.ru
