Watafiti wa Chuo Kikuu cha Houston Wanachunguza Mipaka ya Utendaji Bora wa Chumba-Joto.
Kwa maneno rahisi, superconductivity kati ya vitu viwili au zaidi inamaanisha sifuri ya umeme iliyopotea. Ina maana umeme unahamishwa kati ya vitu hivi bila kupoteza nishati.
Vipengele na madini mengi yanayotokea kiasili kama vile risasi na zebaki yana sifa za upitishaji umeme. Na kuna programu za kisasa ambazo kwa sasa hutumia vifaa vyenye sifa za upitishaji umeme, kutia ndani mashine za MRI, treni za maglev, injini za umeme, na jenereta.
Kawaida, superconductivity katika nyenzo hutokea katika mazingira ya chini ya joto au kwa joto la juu kwa shinikizo la juu sana. Njia takatifu ya superconductivity leo ni kupata au kuunda nyenzo ambazo zinaweza kuhamisha nishati kati ya kila mmoja katika mazingira yasiyo ya shinikizo la chumba-joto.
Iwapo utendakazi wa makondakta wakuu katika halijoto ya kawaida unaweza kutumika kwa kiwango kikubwa ili kuunda mifumo bora ya upitishaji nishati ya umeme kwa tasnia, biashara na usafirishaji, itakuwa ya kimapinduzi. Kupelekwa kwa teknolojia ya superconductors za joto la kawaida kwa shinikizo la anga kungeongeza kasi ya usambazaji wa umeme wa ulimwengu wetu kwa maendeleo yake endelevu. Teknolojia hiyo inaturuhusu kufanya kazi nyingi zaidi na kutumia maliasili kidogo na taka kidogo kuhifadhi mazingira.
Kuna mifumo michache ya vifaa vya superconducting kwa maambukizi ya umeme katika hatua mbalimbali za maendeleo. Wakati huo huo, watafiti katika Chuo Kikuu cha Houston wanafanya majaribio ya kutafuta utendakazi bora katika mazingira ya joto la chumba na shinikizo la anga.
Paul Chu, mkurugenzi mwanzilishi na mwanasayansi mkuu katika Kituo cha Texas cha Superconductivity katika UH na Liangzi Deng, profesa msaidizi wa utafiti, walichagua FeSe (Iron (II) Selenide) kwa majaribio yao kwa sababu ina muundo rahisi na pia Tc kubwa (superconducting joto muhimu) uboreshaji chini ya shinikizo.
Chu na Deng wameanzisha mchakato wa kuzima shinikizo (PQP), ambapo kwanza huweka shinikizo kwa sampuli zao kwa joto la kawaida ili kuboresha upitishaji wa hali ya juu, kuzipunguza kwa joto la chini lililochaguliwa, na kisha kutolewa kabisa shinikizo lililowekwa, wakati bado linabaki. mali iliyoimarishwa ya superconducting.
Wazo la PQP si geni, lakini PQP ya Chu na Deng ndiyo mara ya kwanza inatumiwa kuhifadhi upitishaji wa ubora wa juu wa shinikizo la juu katika kondakta mkuu wa halijoto ya juu (HTS) katika shinikizo la angahewa. Matokeo yanachapishwa katika nakala ya Jarida la Superconductivity na Novel Magnetism.
"Tunapoteza takriban 10% ya umeme wetu wakati wa usambazaji, hiyo ni idadi kubwa. Ikiwa tungekuwa na waendeshaji wakuu wa kusambaza umeme na nishati sifuri iliyopotea, kimsingi tungebadilisha ulimwengu, usafirishaji na usambazaji wa umeme ungefanyiwa mapinduzi, "Chu alisema. "Ikiwa mchakato huu unaweza kutumika, tunaweza kuunda nyenzo ambazo zinaweza kusambaza umeme kutoka mahali unapouzalisha hadi mahali pa maelfu ya maili bila kupoteza nishati."
Mchakato wao ulitiwa msukumo na marehemu Pol Duwez, mwanasayansi mashuhuri wa nyenzo, mhandisi na mtaalamu wa madini katika Taasisi ya Teknolojia ya California ambaye alisema kwamba aloi nyingi zinazotumiwa katika utumizi wa viwandani zina metastable au kemikali zisizo thabiti kwa shinikizo la anga na joto la kawaida, na hizi. Awamu zinazoweza kubadilika humiliki sifa zinazohitajika na/au zilizoimarishwa ambazo wenzao thabiti hawana, Chu na Deng walibainisha katika utafiti wao.
Mifano ya nyenzo hizi ni pamoja na almasi, vifaa vya uchapishaji vya 3D vya halijoto ya juu, fosforasi nyeusi na hata shaba ya beriliamu, ambayo hutumiwa hasa kutengeneza zana za kutumiwa katika mazingira yenye mlipuko wa juu kama vile vinu vya mafuta na lifti za nafaka.
"Lengo kuu la jaribio hili lilikuwa kuinua halijoto hadi juu ya joto la kawaida huku tukitunza sifa za upitishaji wa nyenzo," Chu alisema. "Ikiwa hilo linaweza kufikiwa, cryogenics haitahitajika tena kuendesha mashine zilizotumia nyenzo za upitishaji kama mashine ya MRI na ndiyo sababu tunafurahishwa na hili."
Rejelea: "Uhifadhi na Utafiti wa Awamu Zinazotokana na Shinikizo la Juu katika Waendeshaji wa Juu- na wa Joto la Chumba" na CW Chu, LZ Deng na Z. Wu, 20 Januari 2022, Jarida la Superconductivity na Novel Magnetism.
DOI: 10.1007/s10948-021-06117-0
