Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Search the Community

Showing results for tags 'nadprzewodnik'.



More search options

  • Search By Tags

    Type tags separated by commas.
  • Search By Author

Content Type


Forums

  • Nasza społeczność
    • Sprawy administracyjne i inne
    • Luźne gatki
  • Komentarze do wiadomości
    • Medycyna
    • Technologia
    • Psychologia
    • Zdrowie i uroda
    • Bezpieczeństwo IT
    • Nauki przyrodnicze
    • Astronomia i fizyka
    • Humanistyka
    • Ciekawostki
  • Artykuły
    • Artykuły
  • Inne
    • Wywiady
    • Książki

Find results in...

Find results that contain...


Date Created

  • Start

    End


Last Updated

  • Start

    End


Filter by number of...

Joined

  • Start

    End


Group


Adres URL


Skype


ICQ


Jabber


MSN


AIM


Yahoo


Lokalizacja


Zainteresowania

Found 9 results

  1. Naukowcy wykorzystujący Advanced Photon Source z Argonne National Laboratory badają materiał, w których zaobserwowano zjawisko nadprzewodnictwa istniejące w temperaturze -23 stopni Celsjusza. To o około 50 stopni wyższa temperatura niż dotychczasowy rekord. Mimo, że nadprzewodnictwo pojawia się w ekstremalnie wysokim ciśnieniu, to i tak mamy tutaj do czynienia z wielkim postępem. Ostatecznym celem jest wykorzystanie nadprzewodnictwa w codziennych zastosowaniach. Naukowcy określili dwa warunki, które definiują materiały, które nadają się na nadprzewodniki. Materiał musi umożliwiać przewodzenie prądu bez oporów oraz być odpornym na działanie pola magnetycznego, które nie może go penetrować. Dotychczas nadprzewodnictwo uzyskiwano po schłodzeniu materiału do bardzo niskich temperatur. Jednak takie chłodzenie jest niezwykle kosztowne i znacząco obniża możliwość zastosowania tej technologii. Ostatnie badania teoretyczne wykazały, że nowe klasy hybryd mogą wykazywać nadprzewodnictwo w wysokich temperaturach. Naukowcy z Instytutu Chemii im. Maksa Plancka połączyli siły z University of Chicago. Razem stworzyli materiał o nazwie superwodorek lantanu, przetestowali go pod kątem nadprzewodnictwa oraz określili jego strukturę i skład. Jedynym problemem jest fakt, że materiał ten wykazuje nadprzewodnictwo przy ciśnieniu 150–170 GPa. To ciśnienie około 1,5 miliona razy większe niż ciśnienie atmosferyczne na poziomie morza. W materiale zauważono trzy z czterech cech charakterystycznych dla nadprzewodnictwa. Zaniknęła oporność, pod wpływem zewnętrznego pola magnetycznego zmniejszyła się temperatura krytyczna oraz doszło do zmiany temperatury gdy niektóre pierwiastki zastąpiono innymi izotopami. Czwarta z cech, efekt Meissnera, czyli zanik pola magnetycznego w nadprzewodniku, nie został zaobserwowany. Stało się tak dlatego, że badano na tyle małą próbkę materiału, iż zjawiska tego nie można było wykryć. Temperatura, przy jakiej zaobserwowano nadprzewodnictwo, naturalnie występuje w wielu miejscach na świecie. To zaś daje nadzieję, że w końcu uda się stworzyć materiał, w którym nadprzewodnictwo pojawi się w temperaturze pokojowej, a przynajmniej przy 0 stopniach Celsjusza. Obecnie naukowcy pracują nad nowym materiałem, który wykaże nadprzewodnictwo w warunkach jeszcze bardziej zbliżonych do naturalnych. Naszym następnym celem jest zmniejszenie ciśnienia, przy którym syntetyzowane są próbki, zwiększenie temperatury tak, by była bliższa pokojowej, a być może stworzenie materiału, który powstaje przy wysokim ciśnieniu, ale nadprzewodnictwo występuje w nim przy ciśnieniu atmosferycznym, stwierdzili naukowcy. « powrót do artykułu
  2. Japoński naukowiec, a prywatnie miłośnik alkoholu, po jednym z przyjęć odkrył, że zanurzenie próbki, którą się zajmował, w drinkach przekształciło ją w nadprzewodnik działający w temperaturze kilku kelvinów. Naukowiec ten to doktor Yoshihiko Takano z Narodowego Instytutu Nauk Materiałowych w Tsukubie. Po jednym z przyjęć postanowił sprawdzić, jak na właściwości potencjalnego nadprzewodnika wpłynie alkohol. Wspomniana próbka to mieszanina sproszkowanych żelaza, telluru i siarczku telluru, które zamknięto w kwarcowej tubie i przez 10 godzin trzymano w temperaturze 600 stopni Celsjusza. Normalnie nie wykazuje ona właściwości nadprzewodzących, ale zyskuje je po zanurzeniu w wodzie lub wystawieniu na działanie tlenu. Po przyjęciu Takano zaczął się zastanawiać czy to, co pił, będzie miało na wspomnianą mieszaninę podobny wpływ jak czysta woda. Razem z kolegami zanurzali próbki w piwie, czerwonym i białym winie, sake, destylacie Shochu, whisky oraz w mieszaniniach wody i etanolu. Płyny były podgrzewane do temperatury 70 stopni, a próbka przebywała w nich przez 24 godziny. Badania wykazały, że mieszanina wody i etanolu zwiększa nadprzewodnictwo, ale jest ono niezależna od koncentracji alkoholu. Jeszcze lepsze rezultaty uzyskano przy pomocy typowych sprzedawanych komercyjnie napojów alkoholowych. Także i w ich przypadku nie zauważono zależności pomiędzy koncentracją alkoholu a nadprzewodnictwem. Uczeni wyliczyli, że dopuszczalna magnetyzacja próbek, przy której nie traciły one właściwości nadprzewodzących, zwiększała się od 23,1% w przypadku Sochu do 62,4% po zanurzeniu w czerwonym winie. Mieszanina wody z etanolem nie dawała wyniku lepszego niż 15%. Uczeni spekulują, że dzieje się tak, gdyż wino i piwo prowadzą do szybkiego utleniania się, a testowana przez nich próbka wykazuje właściwości nadprzewodzące w obecności tlenu. Szczegółowe wyjaśnienie zaobserwowanego zjawiska wymaga jednak dalszych badań.
  3. Badania nad zjawiskiem nadprzewodnictwa trwają już 100, a mimo to ludzie wciąż nie potrafią wykorzystać go w codziennych zastosowaniach. Niezwykle przydatne materiały, jakimi są nadprzewodniki, pracują tylko w bardzo niskich temperaturach, możliwość ich wykorzystania jest zatem bardzo ograniczona. Jednak wkrótce może się to zmienić dzięki najnowszym badaniom przeprowadzonym w Oak Ridge National Laboratory. Tamtejsi specjaliści postanowili bowiem sprawdzić, w jaki sposób pracują nadprzewodniki działające w wysokich temperaturach. Zmienili wcześniej wykorzystywane oprogramowanie dla superkomputera tak, by zbadać niejednorodne struktury atomów, występujące w nadprzewodnikach. Takie niejednorodności zauważono już dawno, ale dotychczas nie badano ich szczegółowo. Dotychczas wiedziano, że nierównomierna struktura atomowa odkrywa znaczącą rolę w nadprzewodnictwie. Uczeni z ORNL zauważyli, że mające postać pasków niedoskonałości w strukturze nadprzewodników powodują, iż wykazują one właściwości nadprzewodzące w wyższych temperaturach. To z kolei oznacza, że stają się tańsze i bardziej efektywne. Dzięki odkryciu, że istnienie tych pasków prowadzi do znaczącego wzrostu temperatury krytycznej do uzyskania nadprzewodnictwa, zadaliśmy sobie pytanie: czy istnieje optymalna niejednorodność - mówi Jack Wells z ORNL. Uczeni chcą teraz badać materiały z o różnym stopniu niedoskonałości, by poszukać takiego, który będzie wykazywał nadprzewodnictwo w jak najwyższej temperaturze. Wells przyznaje, że badania nie będą łatwe, jednak, jak zauważa, jego laboratorium dysponuje wszelkimi niezbędnymi zasobami - stworzonym właśnie odpowiednim oprogramowaniem czy badanie struktur w nanoskali za pomocą technik rozpraszania neutronów.
  4. Uczonym z Forschungszentrum Dresden-Rossendorf (FZD) udało się, po raz pierwszy w historii, zmusić german do wykazania właściwości nadprzewodnika. Większość substancji chemicznych staje się nadprzewodnikami w bardzo niskich temperaturach lub pod bardzo wysokim ciśnieniem. Dotychczas jednak najczęściej używane w elektronice materiały - miedź, srebro, złoto czy german - nie wykazywały właściwości nadprzewodzących. Dlatego też badania niemieckich uczonych są tak istotne. Pozwolą bowiem zrozumieć, w jaki sposób z półprzewodnika można uczynić nadprzewodnik. Czyste półprzewodniki, takie jak krzem czy german, w niskich temperaturach niemal nie przewodzą prądu. Czynią to dopiero po wzbogaceniu atomami innych pierwiastków. Jednak by uzyskać nadprzewodnik z półprzewodnika konieczne jest wzbogacenie go olbrzymią liczbą obcych atomów, często większą, niż półprzewodnik jest w stanie przyjąć. Specjaliści z FZD wzbogacili german niemal sześcioma procentami galu. Na każde sto atomów germanu przypadało zatem prawie sześć galu. Udowodnili następnie, że warstwa germanu o grubości zaledwie 60 nanometrów może stać się nadprzewodnikiem. Jednak sam proces wzbogacania nie był łatwy. Jako że wprowadzanie obcych jonów mocno niszczyło powłokę germanu, należało ją następnie naprawić. W tym celu na FZD skonstruowano specjalną lampę, która na kilka milisekund mocno ogrzewała uszkodzone fragmenty kryształu, prowadząc do naprawienia się uszkodzeń. Wzbogacony german wykazywał właściwości nadprzewodzące w temperaturze 0,5 Kelvina. Uczeni twierdzą, że zmieniając różne parametry podczas wprowadzania jonów i wyżarzania lampą, będą w stanie podnieść tę temperaturę. Prace nad germanem dopiero się zaczynają. Co prawda był on tym materiałem, z którego budowano pierwsze tranzystory, jednak szybko został porzucony na rzecz krzemu. Obecnie wraz z postępem miniaturyzacji zbliżamy się do granicy, poza którą krzem, ze względu na swoje fizyczne właściwości, będzie ograniczał rozwój elektroniki. Stąd renesans germanu, który pozwoli na budowanie szybszych układów scalonych. Stąd też badania nad nadprzewodnictwem germanu. Niemcy nie są pierwszymi, którzy próbują stworzyć nadprzewodzące półprzewodniki. Przed dwoma laty naukowcy z Francji wzbogacili krzem borem uzyskując w ten sposób nadprzewodnik.
  5. Japońska firma Sumitomo Electric Industries (SEI) przygotowała pierwszy w historii samochód elektryczny napędzany silnikiem wykorzystującym nadprzewodniki. Pojazd zostanie pokazany podczas imprezy 2008 Integrated Exhibiton of the Environment, która zostanie zorganizowana z okazji lipcowego szczytu G8 i rozpocznie się 19 czerwca. SEI chce pokazać, że nadprzewodniki mogą pracować też w wysokich temperaturach [wysokich, jak na nadprzewodniki - red.] i promować swoją technologię. Tradycyjne silniki elektryczne korzystają z niższego natężenia i wyższego napięcia. Natężnie zaniża się, by uniknąć zbyt dużych strat energii. Problem w tym, że przy niskim natężeniu nie można uzyskać wysokiego momentu obrotowego silnika. Z kolei nadprzewodnik, dzięki minimalnym oporom, pozwala na uzyskanie optymalnego stosunku natężenia do napięcia. To z kolei zapewnia silnikowi wysoki moment obrotowy. SEI przygotowała na razie silnik dla samochodów osobowych. Firma pracuje już jednak nad motorem dla autobusów i ciężarówek. Aktualizacja: Wspomniany silnik nie jest napędzany prądem zmiennym. Ponadto cewka nadprzewodząca nie jest wykorzystana w roli rotora, gdyż producent chciał jak najszybciej zaprezentować gotowy pojazd. Ponadto nadprzewodzący stator ze względów bezpieczeństwa pracuje z prądem o natężeniu 40A, chociaż testy wykazały, że z powodzeniem radzi sobie też z natężeniami przekraczającymi 100 amperów. Do stworzenia cewki nadprzewodzącej wykorzystano 240-metrowy drug z bizmutu. Ma on szerokość 4 milimetrów i średnicę 0,2 mm. Nadprzewodność uzyskuje się dzięki schłodzeniu statora 4 litrami ciekłego azotu. Samochód może dzięki niemu jeździć przez 2 godziny zanim temperatura wzrośnie na tyle, iż bizmut utraci swe właściwości nadprzewodzące. Całość napędzana jest dwunastoma 12-woltowymi bateriami. Sumimoto uważa, że nadprzewodzący silnik trafi do użytku w ciągu 10 lat. Najpierw będzie wykorzystywany w autobusach czy ciężarowkach. Jednak wcześniej trzeba będzie opracować metodę wyposażenia tych pojazdów w taką ilość ciekłego azotu, która pozwoli pracować silnikowi przez całą dobę. Dłużej zajmie wdrożenie silnika do samochodów osobowych, gdyż są one mniejsze, więc jest mniej miejsca na dodtkowe chłodzenie. Przedstawiciele SEI sądzą jednak, że w przyszłości zostanie opracowany rodzaj miniaturowej lodówki chłodzącej nadprzewodniki. Ponadto zauważają też, że gdy w przyszłości samochody będą wykorzystywały ogniwa paliwowe na ciekły wodór, ich silnik może być chłodzony właśnie nim, a nie a azotem. Co więcej, wodór może być znacznie lepszym chłodziwem. Dzięki niemu będzie można osiągnąć natężenie rzędu 1000 amperów, podczas gdy ciekły azot umożliwia "zaledwie" 200 amperów.
  6. Naukowcy z Brookhaven National Laboratory stworzyli supercienkie nadprzewodniki, które w przyszłości mogą posłużyć do produkcji bardzo wydajnych podzespołów elektronicznych. Fizyk Ivan Bozovic wraz z zespołem skonstruowali nadprzewodnik o grubości 1-2 nanometrów. Działa on w temperaturze -223 stopni Celsjusza, czyli dość wysokiej jak na tę klasę materiałów. Nowy nadprzewodnik zbudowano łącząc ze sobą dwa materiały, z których żaden nie jest nadprzewodnikiem. Jednak miejsce ich styku ma w niskich temperaturach właściwości nadprzewodzące. Zespół Bozovicajuż w 2002 roku zauważył, że jeśli połączymy dwie supercienkie warstwy nieidentycznych materiałów bazujących na miedzi, to stworzymy w ten sposób nadprzewodnik, który będzie działał w temperaturach wyższych o 25% od temperatury, w której materiały te osobno są nadprzewodnikami. Wówczas uczeni nie rozumieli natury tego zjawiska. W ramach dalszych badań stworzyli ponad 200 jedno-, dwu- i trójwarstwowych struktur, w których na wszelkie możliwe sposoby łączyli różnej grubości materiały izolujące, nadprzewodzące i metale. Największym wyzwaniem było udowodnienie, że zjawisko nadprzewodnictwa nie pojawia się jako prosty wynik mieszania dwóch materiałów i powstania między nimi trzeciej warstwy o różnych właściwościach chemicznych i fizycznych - mówi Bozovic. Dowód taki przeprowadzili współpracujący z nim naukowcy z Cornell University, którzy pokazali, że obie użyte warstwy pozostały osobnymi strukturami. Uczeni z Brookhaven twierdzą, że jest jeszcze zbyt wcześnie, by mówić o tym, gdzie nowe materiały mogą być zastosowane. Na pewno jednym z potencjalnych pól ich eksploatacji jest elektronika. Zapewne będzie możliwe stworzenie tranzystora, który za pomocą impulsu elektrycznego będzie przełączany pomiędzy stanem nadprzewodnika a opornika. Układy scalone stworzone z takich tranzystorów działałyby znacznie szybciej niż obecne, a jednocześnie zużywałyby mniej energii.
  7. Naukowcy z Cornell University twierdzą, że opracowali technologię, która pozwoli obiektom na unoszenie się w przestrzeni i pozostawanie blisko siebie bez konieczności wydatkowania energii. Akademicy uważają, że dzięki połączeniu nadprzewodników z magnesami będzie można utrzymać we właściwym położeniu satelity i stacje kosmiczne bez konieczności wykorzystywania silników i bez fizycznego łączenia poszczególnych modułów. Wszystko dzięki magnetycznemu "przytwierdzeniu" obiektu w przestrzeni. Jeśli technologia okaże się skuteczna, to przemysł kosmiczny upora się z problemami związanymi z kontrolą położenia i stabilnością. Pomysł naukowców z Cornell University polega na umieszczeniu w jednym module nadprzewodnika, a w drugim stałego magnesu. Wystarczy oba moduły umieścić blisko siebie. Gdy zbliżysz stały magnes do nadprzewodnika, zaczyna płynąć w nim prąd i powstaje pole magnetyczne, które jest dokładnie przeciwne polu magnesu. Obie te siły powodują, że moduły zostają 'związane' ze sobą bez konieczności dostarczania zewnętrznej energii. Nawet jeśli zadziała na nie zewnętrzna siła, to pozostaną związane, jednocześnie zmieniając pozycję - wyjaśnia profesor Mason Peck. Takie moduły trzeba by wyposażyć również w zderzaki, by, jeśli obiją się o siebie, nie doszło do uszkodzeń, które trudno jest naprawić. Nadprzewodniki, jak wiadomo, pracują w bardzo niskich temperaturach, będą więc bez przeszkód działały w zimnej przestrzeni kosmicznej. Co więcej, połączeniem wielu modułów w przestrzeni można będzie łatwo manipulować. Wystarczy bowiem zamontować na nadprzewodnikach specjalne osłony, chroniące je przed ogrzaniem przez Słońce. Następnie wystawiając nadprzewodnik na działanie gwiazdy, będzie można go 'wyłączyć', a zapewniając mu cień - 'włączyć'. Prace zespołu profesora Pecka są finansowane przez NASA. Główną korzyścią, jaką odniesie z nich Agencja, jest możliwość zmiany architektury pojazdów i urządzeń kosmicznych z jednomodułowych na wielomodułowe. Zamiast budować np. monolityczną stację kosmiczną, będzie można zbudować olbrzymią, rozległą stację składającą się z wielu małych modułów, z których każdy będzie spełniał inne zadanie. Co więcej, jeśli któryś z modułów straci zasilanie, to nie zacznie opadać, gdyż w odpowiedniej pozycji utrzymają go oddziaływania z innymi modułami.
  8. James Valles, badacz z Brown University twierdzi, że odkrył pary Coopera w izolatorach. Analogicznie do nadprzewodników, które działają w temperaturach bliskich zeru absolutnemu, możemy nazwać takie materiały „nadizolatorami”. Oferowałyby one, po schłodzeniu, idealne właściwości izolujące. W przyszłości nadizolatory w połączeniu z nadprzewodnikami mogłyby posłużyć do stworzenia obwodów, które nie wydzielałyby ciepła. Odkryliśmy, że pary Coopera mogą być odpowiedzialne nie tylko za przewodzenie prądu, ale również za blokowanie jego przepływu – mówi Valles. Naukowiec wyprodukował nadizolator odpowiednio manipulując bizmutem, który ma właściwości nadprzewodzące. Wraz z kolegami stworzyli warstwę bizmutu grubości zaledwie czterech atomów i „podziurawili” ją otworami o średnicy 50 nanometrów. W ten sposób z nadprzewodnika powstał nadizolator. Obecnie uczeni badają swój materiał i pracują nad teorią nadizolatorów, która wyjaśniałaby jego działanie. Wstępnie przypuszczają, że w nadizolatorach pary Coopera nie łączą się w łańcuchy. Pozostają izolowanym parami, które obracają się tworząc niewielkie wiry. Akademicy spróbują zintegrować nadizolatory z nadprzewodnikami, tworząc w ten sposób gotowe obwody. Odkryte materiały mogą przydać się np. do stworzenia nowego typu złącza Josephsona, które wykorzystuje dwa nadprzewodniki przedzielone izolatorem. Wykorzystanie nadizolatora pozwoliłoby zapewne manipulować tunelowaniem elektronów w złączu.
  9. Krzem, najbardziej znany półprzewodnik, wykazuje też właściwości... nadprzewodzące. Francuscy uczeni udowodnili, że po wymianie 9% atomów krzemu na atomy boru, kawałek krzemu schłodzony do temperatury bliskiej zeru absolutnemu staje się nadprzewodnikiem. Dotychczas domieszkowano krzem borem, ale liczba atomów tego pierwiastka nie przekraczała 0,002% ogólnej liczby atomów. Wiadomo było również, że dodatnie do materiału około 0,01% boru pozwala uzyskać właściwości nadprzewodzące w niskich temperaturach. Nie udało się tego jednak osiągnąć w przypadku krzemu. Osiągnęli to dopiero Francuzi z Centre National de la Recherché Scientifique w Grenoble. Krzem jest materiałem bardzo "niechętnie” przyjmującym wszelkie zanieczyszczenia. Dlatego też naukowcy znad Sekwany musieli użyć lasera, który podgrzewał cienką warstwę krzemu. Gdy ta zaczynała wrzeć, atomy boru z otaczającego kawałek krzemu gazu dostawały się do krzemowej struktury i pozostawały tam po jej zastygnięciu. Po odpowiednim domieszkowaniu krzemu i schłodzeniu go za pomocą ciekłego helu, materiał zyskał właściwości nadprzewodzące. Uczeni twierdzą, że uda im się nieco podnieść temperaturę, w której krzem nadal będzie nadprzewodnikiem, jednak nie na tyle, by ich odkrycie znalazło praktyczne zastosowanie w elektronice konsumenckiej.
×
×
  • Create New...