9 مارس 2022 -توسط دانشگاه هیوستون -اعتبار: CC0 دامنه عمومی
در ساده‌ترین عبارت، ابررسانایی بین دو یا چند جسم به معنای برق هدر رفته صفر است. یعنی برق بین این اجسام بدون اتلاف انرژی منتقل می شود.بسیاری از عناصر و مواد معدنی طبیعی مانند سرب و جیوه خاصیت ابررسانایی دارند. و برنامه های مدرنی وجود دارد که در حال حاضر از موادی با خواص ابررسانایی استفاده می کنند، از جمله دستگاه های MRI، قطارهای مگلو، موتورهای الکتریکی و ژنراتورها.
معمولاً ابررسانایی در مواد در محیط‌های با دمای پایین یا در دماهای بالا در فشارهای بسیار بالا اتفاق می‌افتد. جام مقدس ابررسانایی امروزه یافتن یا ایجاد موادی است که بتوانند انرژی را بین یکدیگر در یک محیط بدون فشار دمای اتاق منتقل کنند.
اگر کارایی ابررساناها در دمای اتاق را بتوان در مقیاس برای ایجاد سیستم‌های انتقال توان الکتریکی بسیار کارآمد برای صنعت، تجارت و حمل‌ونقل به کار برد، انقلابی خواهد بود. استقرار فناوری ابررساناهای دمای اتاق در فشار اتمسفر، برقی شدن جهان ما را برای توسعه پایدار آن تسریع می کند. این فناوری به ما این امکان را می دهد که کارهای بیشتری انجام دهیم و از منابع طبیعی کمتر با ضایعات کمتر برای حفظ محیط زیست استفاده کنیم.
چند سیستم مواد ابررسانا برای انتقال الکتریکی در مراحل مختلف توسعه وجود دارد. در همین حال، محققان دانشگاه هیوستون در حال انجام آزمایشاتی برای جستجوی ابررسانایی در محیط دمای اتاق و فشار اتمسفر هستند.
پل چو، مدیر موسس و دانشمند ارشد مرکز ابررسانایی تگزاس در UH و لیانگزی دنگ، استادیار پژوهشی، FeSe آهن (II) سلنید را برای آزمایش‌های خود انتخاب کردند زیرا ساختار ساده و همچنین Tc عالی (دمای بحرانی ابررسانا دارد.
چو و دنگ یک فرآیند خاموش کردن فشار (PQP) را توسعه داده‌اند که در آن ابتدا به نمونه‌های خود در دمای اتاق فشار وارد می‌کنند تا ابررسانایی را افزایش دهند، آنها را تا دمای انتخابی پایین‌تر خنک کنند و سپس فشار اعمال‌شده را کاملا آزاد کنند، در حالی که همچنان فشار را حفظ می‌کنند. افزایش خواص ابررسانا
مفهوم PQP جدید نیست، اما PQP چو و دنگ اولین باری است که برای حفظ ابررسانایی با فشار بالا در یک ابررسانا با دمای بالا (HTS) در فشار اتمسفر استفاده می‌شود. این یافته ها در مجله Superconductivity and Novel Magnetism منتشر شده است.
چو گفت: “ما حدود 10 درصد از برق خود را در حین انتقال هدر می دهیم، این مقدار بسیار زیاد است. اگر ما ابررساناهایی برای انتقال برق با انرژی هدر رفته صفر داشتیم، اساساً جهان را تغییر می دادیم، حمل و نقل و انتقال برق انقلابی می شد.” اگر بتوان از این فرآیند استفاده کرد، می‌توانیم موادی ایجاد کنیم که می‌توانند الکتریسیته را از جایی که شما آن را تولید می‌کنید تا مکان‌هایی که هزاران مایل دورتر هستند، بدون اتلاف انرژی منتقل کنند.»
فرآیند آنها الهام گرفته شده از مرحوم Pol Duwez، دانشمند، مهندس و متالورژیست برجسته مواد در موسسه فناوری کالیفرنیا بود که اشاره کرد که بیشتر آلیاژهای مورد استفاده در کاربردهای صنعتی در فشار اتمسفر و دمای اتاق ناپایدار هستند یا از نظر شیمیایی ناپایدار هستند. چو و دنگ در مطالعه خود خاطرنشان کردند که فازهای ناپایدار دارای خواص مطلوب و/یا بهبود یافته ای هستند که همتایان پایدار آنها فاقد آن هستند.
نمونه هایی از این مواد عبارتند از الماس، مواد پرینت سه بعدی با درجه حرارت بالا، فسفر سیاه و حتی مس بریلیم که به ویژه برای ساخت ابزارهایی برای استفاده در محیط های با انفجار شدید مانند دکل های نفتی و بالابرهای غلات استفاده می شود.
چو گفت: “هدف نهایی این آزمایش بالا بردن دما به بالاتر از دمای اتاق و در عین حال حفظ خواص ابررسانایی ماده بود.” “اگر بتوان به آن دست یافت، دیگر نیازی به کرایوژنیک برای کار با ماشین هایی که از مواد ابررسانا مانند دستگاه MRI استفاده می کنند، نخواهد بود و به همین دلیل است که ما در مورد این موضوع هیجان زده ایم.”
