生活中的超導(dǎo)體有哪些?超導(dǎo)體的應(yīng)用有哪些?
有網(wǎng)友提問說生活中的超導(dǎo)體有哪些?超導(dǎo)體的應(yīng)用有哪些?看來進(jìn)去的常溫超導(dǎo)體真的是很火爆呀,但是話說回來,生活中的超導(dǎo)體有哪些?這個真的難以看到,超導(dǎo)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(dǎo)體的應(yīng)用有哪些?
所謂的超導(dǎo)體就是電阻接近零的導(dǎo)體,超導(dǎo)體的另一個重要特征是完全抗磁性。但是目前科學(xué)界發(fā)現(xiàn)的超導(dǎo)材料,都是指在某一溫度下,電阻為零的導(dǎo)體。而在實驗中,若導(dǎo)體電阻的測量值低于10-25Ω,可以認(rèn)為電阻為零。
超導(dǎo)體的應(yīng)用有哪些
人類應(yīng)用超導(dǎo)體可以追溯到1979年,在日本的試驗鐵路宮崎線上,超導(dǎo)列車成功地進(jìn)行了載人可行性試驗,時速達(dá)517千米。
超導(dǎo)體的應(yīng)用有以下幾個方面:
1. 磁共振成像(MRI):超導(dǎo)磁體的應(yīng)用使得MRI技術(shù)成為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中非常重要的成像技術(shù)。
2. 能源傳輸(電力資源的傳輸):超導(dǎo)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(dǎo)體的磁性能力使得磁懸浮列車成為可能。4. 磁能儲存:超導(dǎo)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(shè)備。
5. 神經(jīng)機(jī)器接口:超導(dǎo)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(jī)器接口技術(shù)。
6. 實驗物理:超導(dǎo)磁體的強(qiáng)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(dǎo)體有哪些?
如果常溫超導(dǎo)體真的可以實現(xiàn)商業(yè)化的話,那么生活中的超導(dǎo)體主要應(yīng)用在以下幾個方面:
1. 醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域:超導(dǎo)磁共振成像(MRI)是目前醫(yī)學(xué)上最先進(jìn)和常用的成像技術(shù)之一。它利用超導(dǎo)體的磁性能夠產(chǎn)生較強(qiáng)且穩(wěn)定的磁場來對人體進(jìn)行成像,幫助醫(yī)生進(jìn)行疾病診斷和治療。
2. 電力傳輸領(lǐng)域:超導(dǎo)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(qiáng)。超導(dǎo)電纜已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于城市電網(wǎng)、電力輸變電系統(tǒng)等領(lǐng)域。
3. 磁浮列車領(lǐng)域:由于超導(dǎo)技術(shù)可以產(chǎn)生非常強(qiáng)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(lǐng)域:超導(dǎo)體還被應(yīng)用于量子計算、電子元器件、科學(xué)研究等領(lǐng)域。
人類最初發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)體是在1911年,1911年荷蘭科學(xué)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(dǎo)狀態(tài)。
1933年,邁斯納和奧克森菲爾德兩位科學(xué)家發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)體的完全抗磁性。
1962年,劍橋大學(xué)研究生約瑟夫森在理論上預(yù)言,電子能通過兩塊超導(dǎo)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(yù)言。
1973年,發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)合金――鈮鍺合金,其臨界超導(dǎo)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(jī)超導(dǎo)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L(fēng)aBaCuO4具有高溫超導(dǎo)性,臨界溫度可達(dá)35K(﹣240.15℃)。
1986年,美國貝爾實驗室研制出臨界超導(dǎo)溫度達(dá)40K(﹣235.15℃)的超導(dǎo)材料。
1987年,美國華裔科學(xué)家、休斯頓大學(xué)教授朱經(jīng)武以及中國科學(xué)家趙忠賢相繼研制出釔-鋇-銅-氧系材料,臨界超導(dǎo)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(dǎo)材料的臨界溫度達(dá)135K,在高壓條件下,其臨界溫度將能達(dá)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(dǎo)磁體。
2001年1月,日本青山學(xué)院大學(xué)J.Akimitsu教授等人首次發(fā)現(xiàn)MgB2具有超導(dǎo)電性,其臨界溫度約為39K。
2012年9月,德國萊比錫大學(xué)發(fā)現(xiàn)石墨顆粒能在室溫下表現(xiàn)出超導(dǎo)性。
超導(dǎo)體的研發(fā)一直在延續(xù)!
目前科學(xué)家都在尋找室溫超導(dǎo)新材料。目前科研界的超導(dǎo)材料,要么是在高溫下、要么是在高壓下,而常溫常壓的超導(dǎo)材料還沒有被證實;就目前而言,科學(xué)界暫時沒有看到常溫常壓超導(dǎo)體落地實際商業(yè)化的進(jìn)展。
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