Supraconductori pentru viitor
Grupul de Supraconducţie din cadrul Laboratorului de Magnetism şi Supraconducţie al Institutului Național de C-D pentru Fizica Materialelor (INCDFM) are o activitate neîntreruptă în domeniul supraconducţiei fundamentale şi aplicate de peste 35 de ani şi a fost inclus în Ghidul European al Activităţilor legate de Supraconductori, un proiect comun al Consiliului IEEE al Supraconductibilităţii (CSC) şi al Societăţii Europene de Supraconductibilitate Aplicată (ESAS).
Grupul are realizări în sinteza, procesarea, caracterizarea, fizica supraconductorilor, dezvoltarea supraconductorilor cu potenţial tehnic şi în căutarea unor noi supraconductori. Dintre realizările recente amintim dezvoltarea supraconductorului cu potenţial tehnic MgB2 prin folosirea metodei neconvenţionale de sinterizare cu descărcare în câmp electric (spark plasma sintering) (Fig. 1a) şi a unor adaosuri inteligente. Acest supraconductor prezintă un interes deosebit pentru aplicaţiile portabile, fiind unul dintre cei mai uşori supraconductori cunoscuţi (densitatea teoretică este 2.6 g/cm3). Noile compozite pe bază de MgB2, obţinute şi caracterizate în INCDFM, au densităţi ridicate apropiate de valorile teoretice şi prezintă o îmbunătăţire a densităţii critice de curent Jc (valoare sub care disiparea de energie se reduce considerabil). La 20 K (temperatura de lucru de referinţă pentru MgB2), Jc are valori mai mari la câmpuri magnetice ridicate pentru probele cu diverse adaosuri (Fig. 1b), ceea ce conduce la îmbunătăţirea performanţelor multora din aplicaţiile enumerate. Valorile Jc maxime din Fig.1b sunt competitive şi sunt comparabile cu cele mai bune rezultate raportate în literatura de specialitate. Măsurătorile au fost efectuate de grupul sus-menţionat şi publicate în reviste ştiinţifice internaţionale de top în perioada 2012-2014.
Aplicaţiile materiale supraconductoare cuceresc lumea
Fenomenul de supraconducţie a fost observat pentru prima dată de către cercetătorul olandez Heike Kamerlingh Onnes în 1911. Descoperirea a fost recompensată cu Premiul Nobel pentru fizică. Transportul curentului electric în condiţii de rezistenţă electrică „nulă” la temperaturi sub o valoare critică (Tc), cât şi efectul diamagnetic aferent (expulzarea liniilor de câmp magnetic) sunt folosite în aplicaţii noi sau mai eficiente decât cele care folosesc materialele convenţionale. În prezent, Tc maxim pentru supraconductorii cunoscuţi este de ~165 K. Practic, toate domeniile de activitate pot beneficia de aportul supraconductorilor. Multe aplicaţii au fost deja demonstrate şi sunt în faze de implementare sau comercializare. Îmbunătăţirea sistemelor de refrigerare şi scăderea costurilor în raport cu creşterea performanţelor au stimulat cercetarea diferitelor aplicaţii ale supraconductibilităţii ce devin treptat fezabile atât tehnic, cât şi economic. Menţionăm cablurile pentru transportul de energie electrică cu pierderi minime, lagărele cu levitaţie şi fără frecare de mare viteză sau pentru generatoarele eoliene, motoarele silenţioase pentru vapoare şi submarine, separatoarele magnetice pentru materii prime feroase sau pentru purificarea apei, stocatoarele de energie (magnetică sau mecanică), transformatoarele de mare putere, tomografia medicală prin rezonanţă magnetică nucleară, senzori pentru detecţia minelor, a câmpului magnetic al creierului pentru realizarea sistemelor cu comandă cerebrală, senzori pentru identificare geologică, noi tipuri de memorii de calculator de mare capacitate, supercomputere şi electronică supraconductoare ultrarapidă, filtrele pentru staţiile de bază din telefonia mobilă sau noi tipuri de dispozitive electronice care funcţionează în zona microundelor sau a radiaţiei THz, trenuri rapide şi ultrapide (supersonice) levitate, sisteme de confinare a plasmei în reactoarele de fuziune sau de protecţie la radiaţia cosmică a staţiilor orbitale, instrumentele de mare precizie pentru navigaţie sau cele pentru cercetarea ştiinţifică avansată, cum sunt acceleratoarele de particule. Lista aplicaţiilor materialelor supraconductoare rămâne deschisă şi se îmbogăţeşte permanent. Industria aferentă este evaluată la 5 mld. $ şi prognozele indică o creştere la peste 30 mld.W $ în 2020.
Parerea ta conteaza:
(0/5, 0 voturi)