Jakie są różne rodzaje technologii nadprzewodników?

Nadprzewodniki są użyteczne w wielu różnych zastosowaniach technicznych, mechanicznych i naukowych. Na przykład opracowywane są technologie nadprzewodników, które mogłyby znacznie poprawić bezpieczeństwo i wydajność sieci elektrycznej. Inne technologie pozwalają na nowe zastosowania elektromagnetyzmu. Komputery mogą również korzystać z technologii nadprzewodników, a niektóre rodzaje oprzyrządowania naukowego wykorzystują również unikalne właściwości elektryczne nadprzewodników.

Kluczową zaletą nadprzewodników jest ich zdolność do przesyłania prądu elektrycznego bez oporności. Wczesne nadprzewodniki działały tylko w wyjątkowo niskich temperaturach i były niepraktyczne w większości zastosowań, ponieważ ciekły hel potrzebny do ich schłodzenia był zbyt drogi i trudny w obróbce. Nowsze, wysokotemperaturowe technologie nadprzewodników wykorzystują materiały o właściwościach nadprzewodzących po schłodzeniu do temperatur, które można utrzymać w znacznie tańszym i łatwiejszym do opanowania ciekłym azocie.

Idealne przesyłanie energii elektrycznej ma wiele zastosowań w sieci energetycznej. Technologie wykorzystujące nadprzewodniki zamiast znacznie większych półprzewodników pozwalają na przesył energii za pomocą znacznie mniejszych drutów. Ponadto, ponieważ prawie nie traci się energii, systemy te są znacznie bardziej wydajne, co oznacza, że ​​potrzebna jest mniejsza moc generowania. Nadprzewodniki można również wykorzystać do ograniczenia nagłych skoków prądu w sieci energetycznej, które w przeciwnym razie spowodowałyby uszkodzenie.

Nadprzewodniki wytwarzają wyjątkowo wydajne elektromagnesy. Pozwala to na bardzo dokładne obrazowanie, co jest pomocne dla lekarzy potrzebujących szczegółowych skanów swoich pacjentów. Przydaje się również w wojsku, gdzie technologie nadprzewodzące są wykorzystywane do wykrywania min i innych zagrożeń. Większe elektromagnesy nadprzewodzące pozwalają na lewitację magnetyczną, która jest już stosowana w niektórych pociągach dużych prędkości.

Nowa generacja komputerów ostatecznie wykorzysta technologie nadprzewodników. Właściwości elektryczne półprzewodników nakładają ograniczenia na moc obliczeniową, którą można wbudować w konwencjonalny mikroczip. Naukowcy mogą obejść te ograniczenia i stworzyć znacznie szybsze i ciasniej upakowane obwody, wykorzystując niektóre właściwości kwantowe materiałów nadprzewodzących. Nadprzewodniki są również bardziej wydajne w zużyciu energii, prawie eliminując problem ciepła odpadowego.

Opór elektryczny może utrudnić projektowanie bardzo czułych instrumentów. Instrumenty do wykrywania wykorzystujące technologie nadprzewodników są wolne od tego problemu. Nadprzewodniki nie utrudniają przepływu nawet bardzo słabych prądów elektrycznych, a te bardzo słabe prądy można wykorzystać do stworzenia detektorów zdolnych do wychwytywania bardzo słabych sygnałów.