Jakie są różne rodzaje technologii nadprzewodników?
Nadprzewodnicy są przydatne w ogromnej liczbie różnych zastosowań technicznych, mechanicznych i naukowych. Na przykład opracowywane są technologie nadprzewodników, które mogą znacznie poprawić bezpieczeństwo i wydajność siatki elektrycznej. Inne technologie pozwalają na nowe zastosowania elektromagnetyzmu. Komputery mogą również skorzystać z technologii nadprzewodników, a niektóre rodzaje instrumentacji naukowej wykorzystują również unikalne właściwości elektryczne nadprzewodników.
Kluczową zaletą nadprzewodników jest ich zdolność do przesyłania prądu elektrycznego bez rezystancji. Wczesne nadprzewodnicy działały tylko w niezwykle niskich temperaturach i były niepraktyczne dla większości zastosowań, ponieważ płynny hel potrzebny do ich ochłodzenia był zbyt drogowy i trudny do pracy. Nowsze technologie nadprzewodników o wysokiej temperaturze wykorzystują materiały, które mają właściwości nadprzewodnicze, gdy są chłodzone do temperatur, które można utrzymaćZnacznie tańszy i łatwiejszy do zarządzania ciekły azot.
Idealna transmisja energii elektrycznej ma wiele zastosowań dla sieci energetycznej. Technologie wykorzystujące nadprzewodniki zamiast znacznie większych półprzewodników pozwalają na przesyłanie zasilania przy użyciu znacznie mniejszych przewodów. Ponadto, ponieważ prawie żadna energia nie jest utracona, systemy te są znacznie bardziej wydajne, co oznacza, że potrzebna jest mniej generowania mocy. Superprzewodnicy mogą być również użyte do złagodzenia nagłych skoków prądu w siatce energetycznej, co w innym przypadku spowodowałoby uszkodzenia.
Nadprzewodnicy wytwarzają niezwykle wydajne elektromagnety. Pozwala to na bardzo precyzyjne obrazowanie, które jest pomocne dla lekarzy potrzebujących szczegółowych skanów swoich pacjentów. Jest również przydatny dla wojska, w którym technologie nadprzewodnicze są wykorzystywane do wykrywania kopalni i innych zagrożeń. Większe nadprzewodzące elektromagnety pozwalają na lewitację magnetyczną, która już jestw użyciu w niektórych pociągach szybkich.
Nowa generacja komputerów ostatecznie wykorzystuje technologie nadprzewodników. Właściwości elektryczne półprzewodników narzucają limity mocy obliczeniowej, którą można wbudować w konwencjonalny mikroczip. Naukowcy mogą ominąć te ograniczenia i tworzyć znacznie szybsze i ściślejsze obwody, korzystając z niektórych właściwości kwantowych materiałów nadprzewodzących. Nadprzewodnicy są również bardziej wydajne w wykorzystaniu energii, prawie eliminując problem ciepła odpadów.
Oporność elektryczna może utrudnić projektowanie bardzo wrażliwych instrumentów. Instrumenty wykrywające korzystające z technologii nadprzewodników są wolne od tego problemu. Superprzewodnicy nie utrudniają przepływu nawet bardzo słabych prądów elektrycznych, a te bardzo słabe prądy mogą być stosowane do tworzenia detektorów, które są zdolne do zbierania wyjątkowo słabych sygnałów.