Обычные проводники проводят электричество, но небольшая часть этой энергии теряется при передаче. Сверхпроводники могут выдерживать гораздо более высокие токи на квадратный сантиметр и практически не теряют энергию при передаче.
Однако сверхпроводники обладают этими желательными свойствами только при низких температурах.
«Сверхпроводящим магнитам необходимы электрические изоляторы для обеспечения правильной работы», – говорит д-р. Саша Измаил, научный сотрудник NC State и ведущий автор статьи с описанием работы. «Изменение тока внутри сверхпроводника важно для многих приложений, но это изменение приводит к внутреннему выделению тепла.
Магниты будут работать намного безопаснее, если электрические изоляторы способны отводить избыточное тепло. В противном случае более высокие температуры могут разрушить сверхпроводник.
«Этот материал на основе диоксида титана в 20 раз лучше проводит тепло, чем аналогичные электрические изоляторы», – говорит Измаил. «Он имеет характеристики, которые очень перспективны для использования в качестве электроизоляторов для сверхпроводящих технологий."
Точный химический состав модифицированного диоксида титана является частной информацией. Разработка и описание материала были совместными усилиями NC State и nGimat LLC, расположенной в Лексингтоне, Кентукки.
«Сейчас мы изучаем влияние излучения на этот материал, чтобы определить, можно ли его использовать для приложений физики высоких энергий, таких как коллайдеры частиц», – говорит доктор. Джастин Шварц, старший автор статьи, заслуженный профессор Kobe Steel и руководитель отдела материаловедения и инженерии в NC State.
Исследование поддержано Министерством энергетики по гранту DE-SC0004657-001 и Национальным научным фондом по гранту CBET-1336464.