Китайские инженеры повторили заветы Никола ТеслыСовременные материалы, которые мы используем для проведения электричества (такие как медная или алюминиевая проводка) крайне неэффективны. Когда электроны мчатся по проводу, они сталкиваются с атомами материала, выделяя тепло и вызывая потерю энергии. Это явление известно как электрическое сопротивление и приводит к тому, что до 10% электроэнергии тратится впустую, когда она проходит по линиям электропередачи в дома. Потеря энергии происходит и в наших электронных устройствах – телефонах, планшетах, наушниках. Поэтому они так быстро нагреваются и разряжаются.
Сверхпроводимость при комнатной температуре позволила бы передавать электричество без потерь. О таком мечтал еще Никола Тесла: он хотел передавать электричество по воздуху. Сейчас идеи Теслы готовы воплотить в жизнь китайцы. А это сулит изменение всей привычной нам энергетики, транспорта, электроники и даже медицины.
Сверхпроводником может быть кристалл LK-99 - так еще называют минерал перовскит, разновидность фосфата свинца с включением меди. Первыми на уникальные особенности LK-99 обратили внимание инженеры из Южной Кореи. Изучить подробнее новый кристалл смогли китайские ученые.
Пока что они только на пороге. Оказывается, в LK-99 могут быть примеси, которые и отвечают за сверхпроводимость. Теперь осталось взглянуть вглубь кристалла и вырастить его таким, какой нужен исследователям.
Больше не абсолютный ноль. Магнитные поезда сэкономят на гелии
Сверхпроводящие материалы очень нужны даже железным дорогам. Сейчас Китай – один из пионеров строительства поездов на магнитной подушке. Их магнитная система делается из сверхпроводящего ниобий-титанового сплава. Правда, в обычных условиях такой сплав бесполезен: его приходится охлаждать почти до абсолютного нуля жидким гелием.
Сверхпроводник вроде LK-99 сделал бы это намного дешевле и избавил бы от необходимости применять гелий. Этот инертный газ производится лишь в нескольких странах, поэтому проблемы с поставками могут привести к резкому скачку цен.
На кону большие деньги. Например, за последнюю неделю удвоилась цена акций американской корпорации American Superconductor.
Желание создать сверхпроводник такое сильное, что некоторые ученые даже фальсифицировали результаты. Например, в 2020 году группа из Рочестерского университета в Нью-Йорке опубликовала в престижном журнале Nature "доказательства” существования сверхпроводника при комнатной температуре. Спустя два года статья была отозвана – к выводам американцев были серьезные претензии, эксперимент повторить не удалось.
Китайские ученые пока лишь осторожно заверяют: много данных о чудо-свойствах LK-99 еще предстоит перепроверить. Шинейд Гриффин, физик из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли, пытается изучить внутреннюю структуру кристалла LK-99 с помощью суперкомпьютера и понять, почему кристалл именно такой.
Электросети без замыканий и полеты в космос для всех желающих
Ученые во всем мире уже больше ста лет бьются над тем, чтобы “поймать” сверхпроводимость. Причем такое физическое свойство описаны почти у половины элементов периодической системы – от ртути до железа. Лишь в середине XX столетия ученые поняли отчего при охлаждении вещество свободно пропускает ток.
Отрицательно заряженные электроны в норме отталкиваются друг от друга. А когда температура опускается, электроны “склеиваются" в пары. Причем “клеем” служат вибрации на атомном уровне. За открытие этого явления была присуждена Нобелевская премия по физике в 1972 году. А вообще, за исследования в области сверхпроводимости было присуждено пять Нобелевских премий.
Причем процесс сверхпроводимости интересует далеко не только ученых, но и инженеров. Новые вещества нужны для создания квантовых компьютеров, без которых невозможен искусственный интеллект. Суперпроводники нужны для компьютерных процессоров и видеокарт, портативных генераторов и двигателей электромобилей. А также для ускорителей частиц и термоядерных реакторов с магнитной плазмой.
Когда всю медную проволоку в мире заменят на сверхпроводящую, можно будет забыть про скачки напряжения и отключений электроэнергии. Благодаря сверхпроводникам “зеленая" энергетика станет наконец-то рентабельной: ветряные турбины и солнечные панели будут на равных спорить с ТЭЦ.
Благодаря сверхпроводникам появятся электромагнитные пусковые системы для самолетов и ракет – летать в космос станет дешевле и проще. А обсерватории, в которой установлены сверхпроводящие датчики, сумеют наконец-то дать ответы на все наши вопросы о Вселенной.
Всего-то осталось подождать несколько лет, пока открытие китайских ученых превратится в коммерческую технологию. Об этом сообщает "Рамблер". Далее:
https://news.rambler.ru/science/51189069/?utm_content=news_media&utm_medium=read_more&utm_source=copylink