الخصائص المغناطيسية للمواد الغريبة: الموصلات الفائقة وما وراءها

مقدمة

المواد الغريبة تمتلك صفات جسدية غير متكررة ذات أهمية كبيرة في تقدم العلوم والتكنولوجيا الحديثة. السبب وراء هذا هو أن الموصلات الفائقة ليس لديها مقاومة وبالتالي فإنها تطرد الحقول المغناطيسية وتجد مجموعة واسعة من التطبيقات في مختلف المجالات. هذا العمل البحثي سيقوم بفحص المغناطيسية التي تظهر في الموصلات الفائقة وكذلك أنواع أخرى من المواد الغريبة التي تعتبر حاسمة للعلوم والتكنولوجيا في المستقبل، واستخداماتها المحتملة.

المعرفة الأساسية عن الموصلات الفائقة

الموصل الفائق هو مادة تقع مقاومتها إلى الصفر عند درجة حرارة حرجة معينة، كما أنها تطرد حقولها المغناطيسية المحيطة بها. لقد كانت موجودة منذ أكثر من مائة عام الآن الميزات الرئيسية تشمل عدم وجود مقاومة كهربائية كاملة وتأثير ميسنر الذي يدفع تماماً مجال مغناطيسي خارجي. هناك مجموعتان مبنيتان على LTS بينما يمكن أن يكون HTS فائق التوصيل في درجات حرارة أعلى نسبياً.

الخصائص المغناطيسية للموصلات الفائقة

تأثير مايسنر يميز بين الحالات الطبيعية مما نسميه التوصيل الفائق بمجرد أن تصبح بعض المواد موصلة فائقة، فإنها تطرد المجال المغناطيسي الداخلي في داخلها القفل الكمي يسمح بالحفاظ على الموقف المستقر على الرغم من وجودها في المجال المغناطيسي. وبالتالي فإن هذه الخصائص تخلق فرصا كبيرة خاصة في مجالات مثل التلوث المغناطيسي أو استشعار المجال المغناطيسي الأرضية بين آخرين مثل هذه الخصائص الفريدة تجعلها مغناطيسات مجال قوي مفيدة ممكنة لأغراض قياس عالية الدقة أو قيم

التطبيقات المحتملة للموصليات الفائقة

تطبيق طبي:التصوير بالرنين المغناطيسي النووي يستخدم مغناطيسات قوية مصنوعة من هذه المواد مما يتيح التصوير الطبي الدقيق بدعم هائل من التصوير بالرنين المغناطيسي (تصوير المجال المغناطيسي). في المستقبل التصوير الطبي سيكون أكثر دقة وكفاءة من خلال تطوير تكنولوجيا التوصيل الفائق.

قطاع الطاقة:الكابلات فائقة التوصيل يمكن أن تنقل الطاقة الكهربائية بكفاءة عالية مما يقلل من الخسائر أثناء نقل الطاقة. وقد تم تحفيز أبحاث مصادر الطاقة النظيفة باستخدام الموصلات الفائقة في مفاعلات الاندماج. علاوة على ذلك، يمكن أن تصبح توربينات الرياح أكثر كفاءة بمساعدة الموصلات الفائقة.

النقل:يعتمد مبدأ المغناطيس على الخصائص المغناطيسية الموجودة في التوصيل الفائق وبالتالي فإن القضاء على الاحتكاك لتطوير أنظمة النقل الأسرع سيزيد من كفاءة سرعة نظام النقل.

الاتصالات الإلكترونية:سرعة الحوسبة العالية للغاية بسبب استخدام هذه الأجهزة في التطبيق تعزز جودة الإشارة المرسلة عندما تتكون أنظمة الاتصال من هذه الأجهزة.

مواد غريبة أخرى مغناطيسية

1.معزولات طوبولوجيةعموماً غير موصلة في الداخل ولكن موصلة في السطح تظهر فائدة خاصة في الحوسبة الكمومية للسبينترونيكس من بين أمور أخرى.

2.موصلات فائقة على أساس الحديدبعد اكتشافها كان هناك تقدم كبير نحو التطبيقات العملية لتحقيق التوصيل الفائق لدرجات الحرارة العالية.

المواد النانوية المغناطيسية -توصيل الأدوية الكشف عن الملوثات كثافة التخزين الجسيمات النانوية المستخدمة على نطاق واسع الأسلاك النانوية كثافة التخزين العالية.

"التوجيهات المستقبلية" تبحث في المواد الغريبة

يجب أن يتم تنفيذ تعاونات متعددة التخصصات حتى يتم تطوير أنواع جديدة من الموصلات الفائقة أو أي نوع آخر في المستقبل. الابتكار التكنولوجي يسرع في أماكن أخرى الابتكار التكنولوجي الذي يؤدي إلى تطبيقات جديدة في أماكن أخرى علوم المواد والفيزياء المشتركة والهندسة على التوالي

تأثيرات الاقتصاد والبيئة

استهلاك الطاقة والنفايات يمكن أن تتأثر إيجابيا باستخدام المواد الغريبة. سيؤدي التطبيق الواسع لهذه المواد إلى مكاسب اقتصادية كبيرة، فضلا عن دعم التنمية المستدامة وزيادة الكفاءة في استخدام الموارد التي تظهر من خلال تحليل التكلفة والفائدة الاقتصادية.

للاختصار

التكنولوجيا المعاصرة لها مكانة هامة للمواد الغريبة مثل الموصلات الفائقة. هذا يعني أنهم لا يمكن استبدالهم في التطور العلمي والتكنولوجي في المستقبل لأن هذه الصفات المغناطيسية الخاصة لديها إمكانات واسعة للتطبيقات. البحث عن المواد الغريبة المبتكرة مستمر في AIM Magnet حتى تصبح التكنولوجيات المتقدمة ممكنة.