Propriedades magnéticas de materiais exóticos: supercondutores e além
Introdução
As matérias exóticas possuem qualidades físicas não recorrentes que são altamente significativas no progresso da ciência e da tecnologia atuais. A razão por trás disso é que os supercondutores não têm resistência, portanto, eles repelem campos magnéticos e encontram uma ampla gama de aplicações em vários campos. Este trabalho de investigação examinará o magnetismo exibido pelos supercondutores, bem como outros tipos de materiais exóticos que são cruciais para a ciência e a tecnologia futuras, as suas possíveis utilizações.
Conhecimento básico sobre supercondutores
Um supercondutor é um material cuja resistência cai para zero a certa temperatura crítica, ele também expulsa seus campos magnéticos circundantes. Eles existem há mais de cem anos. As principais características incluem a completa falta de resistência elétrica e o efeito Meissner que empurra completamente um campo magnético externo. Existem dois grupos baseados em LTS, enquanto HTS ainda pode ser supercondutor a temperaturas relativamente mais altas.
As propriedades magnéticas dos supercondutores
O efeito Meissner distingue entre estados normais do que chamamos de supercondutividade. Assim que alguma substância se torna um supercondutor, ela expulsa campo magnético interno dentro de si mesma. O bloqueio quântico permite a manutenção de posição estável apesar da sua presença em um campo magnético. Consequentemente, estas propriedades criam grandes oportunidades especialmente em áreas como levitação magnética ou detecção do campo geomagnético da Terra, entre outras características únicas, tais características tornam-nos ímãs de campo forte úteis, possíveis para fins de medição de alta precisão ou valiosos quando se trata de transporte eficiente de energia
Aplicações potenciais para supercondutores
Aplicação médica:A Imagem de Resonância Magnética Nuclear emprega ímãs fortes feitos com esses tipos de materiais, permitindo assim uma imagem médica de precisão com imenso apoio da RM (Imagem de Campo Magnético). No futuro, a Imagem Médica seria mais precisa e eficiente através do avanço da Tecnologia Super Condutora.
Setor energético:Os cabos supercondutores podem transmitir energia elétrica de forma muito eficiente, reduzindo assim as perdas durante a transmissão de energia. A investigação sobre fontes de energia limpas foi estimulada pela utilização de supercondutores em reactores de fusão.
Transportes:O princípio do Maglev depende das propriedades magnéticas encontradas dentro da supercondutividade, portanto, eliminar o atrito para o desenvolvimento de sistemas de transporte mais rápidos aumentaria a eficiência de velocidade de um sistema de transporte.
Comunicação eletrónica:A velocidade de computação ultra-alta devido ao uso de aplicativos desses dispositivos melhora a qualidade do sinal enviado quando os sistemas de comunicação consistem em tais dispositivos.
Outros materiais exóticos magnetismo
1.Isoladores topológicosGeralmente não condutor no interior, mas condutor na superfície, mostrando utilidade especial de computação quântica de espíntronia, entre outros.
2.Supercondutores à base de ferroApós a sua descoberta, houve progressos significativos em direcção a aplicações práticas da supercondutividade a altas temperaturas.
3.Nanomateriais magnéticos -Densidade de armazenamento de detecção de poluentes de entrega de drogas nanopartículas amplamente utilizadas nanofios alta densidade de armazenamento.
Futuras direcções pesquisa materiais exóticos
Devem ser realizadas colaborações interdisciplinares para que possam ser desenvolvidos novos tipos de supercondutores ou qualquer outro tipo. A inovação tecnológica acelera noutros domínios inovações tecnológicas que trazem novas aplicações noutros domínios ciências dos materiais engenharia combinada física
Efeitos da economia e do ambiente
O consumo de energia e o desperdício podem ser afectados positivamente pela utilização de materiais estranhos. A aplicação alargada destas substâncias conduzirá a grandes ganhos económicos, bem como a um desenvolvimento sustentável e a um aumento da eficiência na utilização dos recursos, o que é demonstrado pela análise económica custo-benefício.
para resumir
A tecnologia contemporânea tem um lugar significativo para materiais exóticos como supercondutores. Isto significa que são insubstituíveis no futuro desenvolvimento da ciência e da tecnologia, porque tais qualidades magnéticas especiais têm um vasto potencial de aplicações. A investigação sobre materiais exóticos inovadores continua no AIM Magnet para que tecnologias avançadas se tornem possíveis.
