生活中的超導體有哪些?超導體的應用有哪些?
有網(wǎng)友提問說生活中的超導體有哪些?超導體的應用有哪些?看來進去的常溫超導體真的是很火爆呀,但是話說回來,生活中的超導體有哪些?這個真的難以看到,超導體目前都還在實驗室里面待著了,我們這里重點給大家講解下超導體的應用有哪些?
所謂的超導體就是電阻接近零的導體,超導體的另一個重要特征是完全抗磁性。但是目前科學界發(fā)現(xiàn)的超導材料,都是指在某一溫度下,電阻為零的導體。而在實驗中,若導體電阻的測量值低于10-25Ω,可以認為電阻為零。
超導體的應用有哪些
人類應用超導體可以追溯到1979年,在日本的試驗鐵路宮崎線上,超導列車成功地進行了載人可行性試驗,時速達517千米。
超導體的應用有以下幾個方面:
1. 磁共振成像(MRI):超導磁體的應用使得MRI技術成為現(xiàn)代醫(yī)學中非常重要的成像技術。
2. 能源傳輸(電力資源的傳輸):超導體的低電阻特性能夠降低電力傳輸中的能量損失,使得大規(guī)模電力傳輸成為可能。
3. 磁懸浮列車:超導體的磁性能力使得磁懸浮列車成為可能。4. 磁能儲存:超導磁體的能量密度和存儲效率高,使得其可以用作磁能儲存設備。
5. 神經(jīng)機器接口:超導體的高靈敏度和低噪聲特性使得其可以用于開發(fā)更高效的神經(jīng)機器接口技術。
6. 實驗物理:超導磁體的強磁場特性使得其可以在物理實驗中使用,包括核磁共振、粒子加速器等。
生活中的超導體有哪些?
如果常溫超導體真的可以實現(xiàn)商業(yè)化的話,那么生活中的超導體主要應用在以下幾個方面:
1. 醫(yī)學成像領域:超導磁共振成像(MRI)是目前醫(yī)學上最先進和常用的成像技術之一。它利用超導體的磁性能夠產(chǎn)生較強且穩(wěn)定的磁場來對人體進行成像,幫助醫(yī)生進行疾病診斷和治療。
2. 電力傳輸領域:超導電纜可以減小能量損失、提高電力傳輸效率,同時可以使傳輸能力增強。超導電纜已經(jīng)被廣泛應用于城市電網(wǎng)、電力輸變電系統(tǒng)等領域。
3. 磁浮列車領域:由于超導技術可以產(chǎn)生非常強的磁場,因此可以用來驅(qū)動高速磁浮列車,實現(xiàn)磁懸浮。磁浮列車運行速度快、舒適性好,已經(jīng)在一些國家開展了商業(yè)化運營,成為未來城市交通的重要發(fā)展方向。
4. 其他領域:超導體還被應用于量子計算、電子元器件、科學研究等領域。
人類最初發(fā)現(xiàn)超導體是在1911年,1911年荷蘭科學家海克·卡末林·昂內(nèi)斯(Heike Kamerlingh Onnes)等人發(fā)現(xiàn),汞在極低的溫度下,其電阻消失,呈超導狀態(tài)。
1933年,邁斯納和奧克森菲爾德兩位科學家發(fā)現(xiàn)超導體的完全抗磁性。
1962年,劍橋大學研究生約瑟夫森在理論上預言,電子能通過兩塊超導體之間薄絕緣層,在不到一年的時間內(nèi),安德森和羅厄耳等人從實驗上證實了約瑟夫森的預言。
1973年,發(fā)現(xiàn)超導合金――鈮鍺合金,其臨界超導溫度為23.2K(﹣249.95℃),這一記錄保持了近13年。
1980年,丹麥的Bechgaard等人合成出第一個有機超導體(TMTSF)2PF6。
1986年,繆勒和柏諾茲發(fā)現(xiàn)一種成分為鋇、鑭、銅、氧的陶瓷性金屬氧化物LaBaCuO4具有高溫超導性,臨界溫度可達35K(﹣240.15℃)。
1986年,美國貝爾實驗室研制出臨界超導溫度達40K(﹣235.15℃)的超導材料。
1987年,美國華裔科學家、休斯頓大學教授朱經(jīng)武以及中國科學家趙忠賢相繼研制出釔-鋇-銅-氧系材料,臨界超導溫度提高到90K(﹣185.15℃)。
1988年,日本日立制作所發(fā)現(xiàn),汞系超導材料的臨界溫度達135K,在高壓條件下,其臨界溫度將能達到164K。
1991年3月,日本住友電氣工業(yè)公司展示了世界上第一個超導磁體。
2001年1月,日本青山學院大學J.Akimitsu教授等人首次發(fā)現(xiàn)MgB2具有超導電性,其臨界溫度約為39K。
2012年9月,德國萊比錫大學發(fā)現(xiàn)石墨顆粒能在室溫下表現(xiàn)出超導性。
超導體的研發(fā)一直在延續(xù)!
目前科學家都在尋找室溫超導新材料。目前科研界的超導材料,要么是在高溫下、要么是在高壓下,而常溫常壓的超導材料還沒有被證實;就目前而言,科學界暫時沒有看到常溫常壓超導體落地實際商業(yè)化的進展。
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