Co je vysokoteplotní supravodič?
Vysokoteplotní supravodič (HTS) je materiál, který vykazuje supravodivé elektrické vlastnosti nad teplotou tekutého stavu hélia. Toto teplotní rozmezí od -452 ° do -454 ° Fahrenheita (-269 ° až -270 ° C) bylo považováno za teoretický limit supravodivosti. V roce 1986 však američtí vědci Karl Muller a Johannes Bednorz objevili skupinu vysokoteplotních supravodivých sloučenin na bázi mědi. Tyto kupráty, jako je oxid měďnatý yttrium barnatý, YBCO 7 , variace oxidu měďnatého stroncia, LSCO a rtuťového mědi HgCuO, vykazovaly supravodivost při teplotách až -256 ° Fahrenheita (-160 ° C).
Objev Mullera a Bednorze vedl k udělení Nobelovy ceny za fyziku v roce 1987 oběma vědcům, ale pole se nadále vyvíjelo. Probíhající studie v roce 2008 přinesla novou třídu sloučenin, které vykazovaly supravodivost, založenou na prvcích železa a arsenu, jako je železný arsen na bázi oxidu lanthanu, LaOFeAs. Poprvé byl prokázán jako vysokoteplotní supravodič Hideo Hosonem, vědcem z oblasti vědy o materiálech v Japonsku, při teplotním rozmezí -366 ° Fahrenheita (-221 ° C). Další vzácné prvky smíchané se železem, jako je cer, samarium a neodym, vytvořily nové sloučeniny, které také vykazovaly supravodivé vlastnosti. Rekord pro rok 2009 pro vysokoteplotní supravodič byl dosažen se sloučeninou vyrobenou z thalia, rtuti, mědi, barya, vápníku, stroncia a kyslíku v kombinaci, což prokazuje supravodivost při -211 ° Fahrenheita (-135 ° C).
Od roku 2011 se v oblasti vysokoteplotního supravodiče zaměřuje výzkum materiálových věd o lepších směsích. Když byly u supravodivých materiálů dosaženy teploty -211 ° Fahrenheita (-135 ° C), umožnilo to zkoumat jejich vlastnosti v přítomnosti kapalného dusíku. Protože tekutý dusík je běžnou a stabilní součástí mnoha laboratorních prostředí a existuje při teplotě -320 ° Fahrenheita (-196 ° C), je testování nových materiálů mnohem praktičtější a rozšířené.
Přínos supravodivé technologie pro konvenční společnost stále vyžaduje materiály, které mohou pracovat při teplotě místnosti. Protože supravodiče nenabízejí doslova žádný odpor k elektrickému toku, proud mohl procházet supravodivým drátem téměř donekonečna. Tím by se snížila míra spotřeby energie pro všechny elektrické potřeby a také by se tato zařízení stala velmi rychlou ve srovnání se standardní elektronickou technologií. Výkonné magnety by se staly dostupnými pro dostupné magnetické levitační vlaky, lékařské aplikace a výrobu energie z jaderné syntézy. Tyto supravodičové technologie by také mohly zahrnovat vývoj kvantových počítačů potenciálně stovky milionůkrát rychlejších při zpracování dat, než jaké existují v roce 2011.