Superconduttività è un argomento in scienza dei materiali che è una misura di quanto un materiale conduce l'elettricità. La maggior parte dei materiali che possono condurre l'elettricità, come il rame puro, hanno una certa quantità di resistenza incorporata che causa alcuni elettricità andranno persi. Mentre questa resistenza diminuisce con temperature più fredde, per molte sostanze questa resistenza non può essere zero. Tuttavia, determinati materiali possono essere creati che vengono chiamati superconduttori, che hanno le proprie proprietà uniche.
Introduzione alla superconduttività
Quando un materiale è superconduttore, è in grado di condurre l'elettricità con esattamente zero resistenza elettrica. Di conseguenza, nessuno dell'elettricità si dissipa, che permette al materiale di completamente e totalmente trasmettere tutta l'elettricità, il che lo rende un materiale ideale per un filo. Maggior parte dei materiali che esibiscono superconduttività solo al molto basse temperature-- a meno di-250 gradi Celsius. Il concetto della superconduttività fu scoperto nel 1911 da Heike Onnes. Nel 1933 si è scoperto che i materiali superconduttori sarebbe in grado di respingere i campi magnetici. Il campo della superconduttività ha preso un grande balzo nel 1957 quando tre fisici ha sviluppato la prima teoria generalmente accettata della superconduttività. Il campo anche spostato in avanti nel 1980 con la creazione di superconduttori a base di carbonio così come superconduttori "designer". Era questa epoca che ha segnato anche la scoperta della superconduttività ad alta temperatura.
Superconduttività ad alta temperatura
Quando un materiale esibisce superconduttività ad alta temperatura, è in grado di sostenere proprietà superconduttivo a temperature superiori a-250 gradi Celsius. Per molti anni, questo non è stato pensato per essere possibile, in teoria. Tuttavia, nel 1986, Karl Müller e Johannes Bednorz scoprirono il primo superconduttore ad alta temperatura.
Superconduttività superconduttori
I primi superconduttori ad alta temperatura sono stati realizzati in un materiale chiamato superconduttività. Superconduttività è costituito da un atomo di rame combinato con due atomi di ossigeno. La teoria dietro questi materiali è che gli strati di superconduttività sono debolmente tenuto insieme, che permette per la superconduction. Che circonda lo strato di superconduttività è altre molecole che contribuiscono a stabilizzare la molecola di superconduttività. Queste altre molecole sono chiamate drogati. Il meccanismo reale con cui lavorano questi superconduttori ad alta temperatura di superconduttività è ancora in discussione.
Tipi di conduttori di superconduttività
Il primo superconduttore ad alta temperatura era costituito da uno strato di superconduttività che era circondato da un altro elemento chiamato lantanio. Era in grado di superconduct a circa-240 gradi Celsius. Sostituendo il lantanio con un altro elemento, ittrio, creato un materiale che potrebbe superconduct a temperature di-180 gradi. Questo è stato un risultato importante, perché significava che il superconduttore potrebbe essere raffreddato usando azoto liquido, che è relativamente facile da fare. Il superconductor a temperatura più alta è costituito da una miscela di rame, ossigeno, tallio, mercurio, bario e calcio, e può superconduct a circa-140 gradi Celsius.
Superconduttori a base di ferro
Nel 2008, Hideo Hosono e altri scienziati dei materiali scoprirono che un superconduttore a base di ferro, circondato da lantanio, anche permesso per superconduction a temperature relativamente elevate (-240 gradi Celsius). Altri ricercatori hanno scoperto che sostituendo il lantanio con altri materiali fa sì che la temperatura superconduttore essere ancora più elevata, circa-220 gradi Celsius. La speranza è che di saperne di più su questi superconduttori a base di ferro, gli scienziati possono anche acquisire una migliore comprensione della superconduttività quelli.
Usi pratici
Superconduttività ad alta temperatura ha superato di speculazione teorica e di ricerca accademica per essere commercialmente utile. Superconduttori ad alta temperatura sono stati usati per sviluppare elettronica speciale per il settore medicale, dove possono fornire impareggiabile precisione per misure elettroniche. Superconduttività ad alta temperatura potrebbe anche svolgere un ruolo nella creazione di nuove forme di microchip.