Forscher in Cambridge haben erfolgreich ein Magnetfeld mit einer Stärke von eingefangen. 17,6 Tesla , schlagen die 17,2 Tesla von der vorherigen Aufzeichnung, die 11 Jahre lang stark war. Sie verwendeten einen Hochtemperatur-Gadolinium-Barium-Kupferoxid-Supraleiter, der im Vergleich zu einem normalen Kühlschrankmagneten eine etwa 100-fache Festigkeit aufweist.
[Bildquelle : Universität von Cambridge ]
Die Forschung zeigt das Potenzial von Hochtemperatursupraleitern für Anwendungen in zahlreichen Bereichen auf. Dazu gehören Schwungräder zur Energiespeicherung sowie Magnetabscheider, die zur Verfeinerung von Mineralien und zur Kontrolle der Umweltverschmutzung eingesetzt werden können. Oh und nicht zu vergessen MagLev-Züge schwebende Einschienenbahnzüge, die mit hoher Geschwindigkeit fahren.
Supraleiter führen elektrische Ströme, die wenig oder gar keinen Widerstand haben, wenn sie auf eine bestimmte Temperatur abgekühlt werden. Typischerweise müssen sie nahe dem absoluten Nullpunkt abgekühlt werden, bevor eine Supraleitung auftritt; die Hochtemperatursupraleiter leiten über dem SiedepunktPunkt des flüssigen Stickstoffs, der ist -196 Grad Celsius
In der Regel werden Supraleiter für medizinische Anwendungen verwendet. Dazu gehören Geräte wie MRT-Scanner. In Zukunft könnten Supraleiter möglicherweise zur Steigerung der Energieeffizienz und zum Schutz des nationalen Netzes eingesetzt werden. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführendass sie elektrischen Strom mit hohem Wirkungsgrad führen.
Der Strom des Supraleiters kann ein Magnetfeld erzeugen. Je mehr Feldstärke er besitzt, desto mehr Strom kann er führen. Die neuesten Supraleiter können einen Strom verwalten, der etwa 100-mal höher ist als der von Kupfer undals solche haben sie viel mehr Leistungsvorteile als die Permanentmagnete oder die herkömmlichen Leiter.
Forscher konnten den Rekord dank der Verwendung von Proben von GdBCO von erreichen 25 mm im Durchmesser Hochtemperatursupraleiter über ein großes Einzelkorn und unter Verwendung einer etablierten Schmelzprozessmethode. Der vorherige Rekord wurde in gesetzt 2003 at 17,2 Tesla von Professor Masato Murakami von der Shibaura Institute of Technology in Japan. Das Team verwendete einen speziellen Supraleiter, der geringfügige Unterschiede in Struktur und Zusammensetzung aufwies.
" Die Tatsache, dass dieser Rekord so lange Bestand hat, zeigt, wie anspruchsvoll dieses Feld wirklich ist ", sagte Professor David Cardwell vom Cambridge Department of Engineering, Leiter der Forschung, in Zusammenarbeit mit Boeing und dem National High Field Magnet Laboratory der Florida State University." Selbst bei geringen Feldzuwächsen sind echte potenzielle Gewinne zu erzielen. "
Das Team muss Materialien verwenden, die als Cuprate bekannt sind, um ein so großes Feld einzudämmen, dass es sich um dünne Kupfer- und Sauerstoffschichten handelt. Dies waren die frühesten Hochtemperatursupraleiter, die entdeckt wurdendas Potenzial, in Bezug auf medizinische und wissenschaftliche Anwendungen in größerem Umfang eingesetzt werden zu können.
Sie haben ein hervorragendes Potenzial für praktische Anwendungen. Der Nachteil ist jedoch, dass sie spröde sind. Sie können mit trockenen Nudeln verglichen werden, die beim Biegen reißen. Die Forscher mussten die GdBCO-Mikrostruktur modifizieren, um den Strom zu erhöhen, den sie mit sich führtDr. John Durrell sagte, dass dies ein sehr wichtiger Schritt gewesen sei, um die Ergebnisse zu erzielen.
" Diese Arbeit könnte die Ankunft von Supraleitern in realen Anwendungen ankündigen. " sagte Professor Cardwell, Leiter der Abteilung für Ingenieurwesen . "Damit Bulk-Supraleiter für den täglichen Gebrauch eingesetzt werden können, benötigen wir große Körner supraleitenden Materials mit den erforderlichen Eigenschaften, die mit relativ Standardverfahren hergestellt werden können. . "
Es wurde gesagt, dass derzeit viele Nischenanwendungen vom Team entwickelt werden und eine weit verbreitete kommerzielle Anwendung der Supraleiter in den nächsten fünf Jahren zu beobachten sein könnte.
" Dieser Rekord wäre ohne die Unterstützung unserer akademischen und industriellen Kollegen und Partner nicht möglich gewesen. "sagte Cardwell." Es war eine echte Teamleistung, und wir hoffen, dass diese Materialien den praktischen Anwendungen einen bedeutenden Schritt näher kommen. . "
"Boeing sieht weiterhin praktische Anwendungen für diese supraleitende Materialforschung und wir freuen uns über die Möglichkeiten, die die jüngsten Fortschritte des Cambridge-Teams bieten. ", sagte Patrick Stokes, Leiter des von Boeing finanzierten Forschungsportfolios mit Universität Cambridge .