Ang mga Mananaliksik sa Unibersidad ng Houston na Nag-e-explore sa Mga Hangganan ng Superconductivity ng Temperatura ng Kwarto.
Sa pinakasimpleng termino, ang superconductivity sa pagitan ng dalawa o higit pang mga bagay ay nangangahulugan ng zero nasayang na kuryente. Nangangahulugan ito na ang kuryente ay inililipat sa pagitan ng mga bagay na ito nang walang pagkawala ng enerhiya.
Maraming natural na nagaganap na elemento at mineral tulad ng lead at mercury ang may superconducting properties. At may mga modernong application na kasalukuyang gumagamit ng mga materyales na may superconducting properties, kabilang ang mga MRI machine, maglev train, electric motors, at generators.
Karaniwan, ang superconductivity sa mga materyales ay nangyayari sa mababang temperatura na kapaligiran o sa mataas na temperatura sa napakataas na presyon. Ang banal na grail ng superconductivity ngayon ay upang mahanap o lumikha ng mga materyales na maaaring maglipat ng enerhiya sa pagitan ng isa't isa sa isang non-pressurized room-temperature na kapaligiran.
Kung ang kahusayan ng mga superconductor sa temperatura ng silid ay mailalapat sa sukat upang lumikha ng napakahusay na mga sistema ng paghahatid ng kuryente para sa industriya, komersyo, at transportasyon, ito ay magiging rebolusyonaryo. Ang pag-deploy ng teknolohiya ng mga superconductor sa temperatura ng silid sa atmospheric pressure ay magpapabilis sa pagpapakuryente ng ating mundo para sa napapanatiling pag-unlad nito. Ang teknolohiya ay nagpapahintulot sa amin na gumawa ng mas maraming trabaho at gumamit ng mas kaunting likas na yaman na may mas mababang basura upang mapangalagaan ang kapaligiran.
Mayroong ilang mga superconducting material system para sa electric transmission sa iba't ibang yugto ng pag-unlad. Samantala, ang mga mananaliksik sa Unibersidad ng Houston ay nagsasagawa ng mga eksperimento upang maghanap ng superconductivity sa isang temperatura ng silid at kapaligiran ng presyon ng atmospera.
Paul Chu, founding director at chief scientist sa Texas Center for Superconductivity sa UH at Liangzi Deng, research assistant professor, ay pinili ang FeSe (Iron (II) Selenide) para sa kanilang mga eksperimento dahil mayroon itong simpleng istraktura at mahusay din na Tc (superconducting kritikal na temperatura) pagpapahusay sa ilalim ng presyon.
Nakabuo sina Chu at Deng ng isang pressure-quench process (PQP), kung saan una nilang inilapat ang pressure sa kanilang mga sample sa room-temperature upang mapahusay ang superconductivity, palamig ang mga ito sa isang piniling mas mababang temperatura, at pagkatapos ay ganap na ilabas ang inilapat na presyon, habang pinapanatili pa rin. ang pinahusay na superconducting properties.
Ang konsepto ng PQP ay hindi bago, ngunit ang PQP ni Chu at Deng ay ang unang pagkakataon na ginamit ito upang mapanatili ang high-pressure-enhanced superconductivity sa isang high-temperature superconductor (HTS) sa atmospheric pressure. Ang mga natuklasan ay inilathala sa Journal ng Superconductivity at Novel Magnetism.
“Nasasayang namin ang tungkol sa 10% ng aming kuryente sa panahon ng paghahatid, iyon ay isang malaking bilang. Kung mayroon tayong mga superconductor na magpapadala ng kuryente na walang nasayang na enerhiya, mababago natin ang mundo, mababago ang transportasyon at paghahatid ng kuryente, "sabi ni Chu. "Kung magagamit ang prosesong ito, maaari tayong lumikha ng mga materyales na maaaring magpadala ng kuryente mula sa lugar kung saan mo ito ginagawa hanggang sa mga lugar na libu-libong milya ang layo nang hindi nawawalan ng enerhiya."
Ang kanilang proseso ay inspirasyon ng yumaong Pol Duwez, isang kilalang materyal na siyentipiko, inhinyero at metalurgist sa California Institute of Technology na itinuro na ang karamihan sa mga haluang metal na ginagamit sa mga pang-industriyang aplikasyon ay metastable o hindi matatag sa kemikal sa presyon ng atmospera at temperatura ng silid, at ang mga ito Ang mga metatable phase ay nagtataglay ng ninanais at/o pinahusay na mga katangian na kulang sa kanilang mga matatag na katapat, binanggit ni Chu at Deng sa kanilang pag-aaral.
Kabilang sa mga halimbawa ng mga materyales na ito ang mga diamante, mataas na temperatura na 3D-printing na materyales, itim na phosphorus at maging ang beryllium copper, na kapansin-pansing ginagamit sa paggawa ng mga tool para magamit sa mga high explosive environment tulad ng mga oil rig at grain elevator.
"Ang pinakalayunin ng eksperimentong ito ay itaas ang temperatura sa itaas ng temperatura ng silid habang pinapanatili ang mga katangian ng superconducting ng materyal," sabi ni Chu. "Kung makakamit iyon, hindi na kakailanganin ang cryogenics para magpatakbo ng mga makina na gumamit ng superconducting material tulad ng isang MRI machine at iyon ang dahilan kung bakit kami ay nasasabik tungkol dito."
Sanggunian: "Ang Pagpapanatili at Pag-aaral ng Mga Yugto ng Mataas na Presyon sa Mga Superconductors na Mataas at Temperatura ng Kwarto" ni CW Chu, LZ Deng at Z. Wu, 20 Enero 2022, Journal ng Superconductivity at Novel Magnetism.
DOI: 10.1007/s10948-021-06117-0
