Группа исследователей будет демонстрировать свою сверхпроводящую пленку на выставке Hannover Messe с 24 по 28 апреля (зал 2, стенд B46) и ищет коммерческих и промышленных партнеров, с которыми они могут разработать свою систему для практического применения.
Исследовательская работа является совместным усилием команды под руководством профессора Уве Хартманна из Саарландского университета и профессора Фолькера Прессера из Лейбницкого института новых материалов (INM), который также возглавляет кафедру энергетических материалов в Саарландском университете.
Результаты опубликованы в ряде научных журналов.
Команда физиков-экспериментаторов из Саарландского университета разработала кое-что, что, надо сказать, на первый взгляд кажется ничем не примечательным. Похоже на не что иное, как обугленный черный лист бумаги. Но внешность может быть обманчивой.
Этот непритязательный объект – сверхпроводник. Термин «сверхпроводник» относится к материалу, который (обычно при очень низких температурах) имеет нулевое электрическое сопротивление и, следовательно, может проводить электрический ток без потерь.
Проще говоря, электроны в материале могут беспрепятственно течь через холодную неподвижную атомную решетку. В отсутствие электрического сопротивления, если поднести магнит близко к холодному сверхпроводнику, магнит эффективно «видит» свое зеркальное отражение в сверхпроводящем материале. Таким образом, если сверхпроводник и магнит расположены в непосредственной близости друг от друга и охлаждаются жидким азотом, они будут отталкиваться друг от друга, и магнит будет парить над сверхпроводником.
Термин «левитация» происходит от латинского слова levitas, означающего легкость. Это немного похоже на низкотемпературную версию ховерборда из фильмов «Назад в будущее». Однако при слишком высокой температуре скольжения без трения просто не произойдет.
Многие из обычных сверхпроводящих материалов, доступных сегодня, жесткие, хрупкие и плотные, что делает их тяжелыми.
Физикам из Саарбрюккена теперь удалось упаковать сверхпроводящие свойства в тонкую гибкую пленку. Материал представляет собой тканую ткань из пластиковых волокон и высокотемпературных сверхпроводящих нанопроволок. «Это делает материал очень гибким и адаптируемым – например, пищевую пленку (или« пластиковую пленку », как ее еще называют).
Теоретически материал можно изготовить любого размера. И нам нужно меньше ресурсов, чем обычно требуется для производства сверхпроводящей керамики, поэтому нашу сверхпроводящую сетку также дешевле производить ”, – объясняет Уве Хартманн, профессор исследований наноструктур и нанотехнологий в Саарландском университете.
Малый вес пленки особенно выгоден. ‘При плотности всего 0.05 грамм на кубический сантиметр, материал очень легкий, весит примерно в сто раз меньше обычного сверхпроводника. Это делает материал очень многообещающим для всех тех применений, где важен вес, например, в космической технике. Есть также потенциальные применения в медицинских технологиях ”, – объясняет Хартманн.
Материал можно использовать в качестве нового покрытия для обеспечения низкотемпературного экранирования от электромагнитных полей, или его можно использовать в гибких кабелях или для облегчения движения без трения.
Чтобы ткать этот новый материал, физики-экспериментаторы использовали метод, известный как электроспиннинг, который обычно используется при производстве полимерных волокон. «Мы проталкиваем жидкий материал через очень тонкое сопло, известное как фильера, к которому прикладывается высокое электрическое напряжение.
В результате получаются нити нанопроволоки, которые в тысячу раз тоньше диаметра человеческого волоса, обычно около 300 нанометров или меньше. Затем мы нагреваем сетку из волокон так, чтобы были созданы сверхпроводники правильного состава.
Сам сверхпроводящий материал обычно представляет собой оксид иттрия-бария-меди или подобное соединение ”, – объясняет Др. Майкл Коблишка, один из ученых-исследователей в группе Хартманна.