Τα τελευταία 65 χρόνια, το βορικό νιόβιο (NBB) έχει θεωρηθεί ως ένα υψηλής ποιότητας υπεραγώγιμο υλικό. Αυτή η υπόθεση έχει περιγραφεί λεπτομερώς στα εγχειρίδια που σχετίζονται με τη συμπυκνωμένη ύλη και το περιοδικό φυσικής επιστημονικών εργασιών. Προς το παρόν, επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο του Σάο Paulo (USP), το Πανεπιστήμιο της Βραζιλίας και το Κρατικό Πανεπιστήμιο του Σαν Ντιέγκο έχουν αρχίσει επίσης να μελετούν αυτήν την υπόθεση.
Πρόσφατα δημοσιεύτηκε ένα άρθρο στο περιοδικό Η «Physical Review» ανέφερε νέα ερευνητικά αποτελέσματα. Η ερευνητική ομάδα απέδειξε πλήρως ότι η υπεραγωγιμότητα που παρατηρήθηκε νωρίτερα δεν προήλθε εντελώς από NBB. Η υπεραγωγιμότητα είναι το εγγενές χαρακτηριστικό του πολύ σύρμα νιοβίου υψηλής καθαρότητας με «ελαττωματικούς» κόκκους NBB στη μελέτη δείγματα.
Ο κύριος συμμετέχων σε αυτή τη μελέτη είναι Renato de figureiredo Jardim, διευθυντής του Lorena Institute of Engineering (eel-usp) και καθηγητής του Ινστιτούτου Φυσικής του Πανεπιστημίου του Σάο Paulo (if-usp). Η έρευνα υποστηρίχθηκε από την έρευνα λειτουργικών υλικών και Κέντρο Ανάπτυξης (CDMF), ένα από τα 17 ερευνητικά έργα καινοτομίας και εκδόσεων κέντρα (ridc) που χρηματοδοτούνται από το ερευνητικό ίδρυμα του Σάο Πάολο (fapesp).
Ως καθηγητής if-usp και διευθυντής του eel-usp, Ο Renato de figureiredo Jardim εξήγησε: «Είναι γνωστό ότι το νιόβιο (Σημ.) έχει υπεραγωγιμότητα όταν ψύχεται στα 9,2 Kelvin, δηλαδή πολύ χαμηλά θερμοκρασία. Τώρα αρνηθήκαμε επιτυχώς την ειδική περίπτωση της NBB. NBB Τα δείγματα περιέχουν μεγάλο κλάσμα όγκου NBB και σχεδόν καθόλου NB υψηλής καθαρότητας. Υπάρχουν δύο διαφορετικές κρυσταλλικές φάσεις στα υλικά που χρησιμοποιούνται στη μελέτη, και μερικές φάσεις που περιέχουν περίπου 98% νιόβιο και 2% βόριο είναι υπεραγωγοί».
Με την ανάλυση των εικόνων του ηλεκτρονικού μικροσκοπίου επιλεγμένα στο άρθρο, τα αποτελέσματα δείχνουν ότι το λευκό νήμα αναφέρεται σε α λίγες φάσεις, και η σύνθεσή του είναι 2% βόριο και 98% νιόβιο. Το σύμβολο που δείχνει τη σύνθεσή του είναι nb0.98b0.02 και η γκρίζα περιοχή με μεγάλο όγκο το κλάσμα στο σχήμα είναι NBB.
Οι ερευνητές τόνισαν ότι ακόμα κι αν αυτό το φαινόμενο εμφανίζεται στο μικρό κλάσμα όγκου μερικών φάσεων nb0.98b0.02 με υπεραγώγιμες ιδιότητες, τέτοια κατανομή περιεχομένου του NBB μπορεί να δημιουργήσει α τρισδιάστατο ρεύμα πλέγματος για κίνηση μεταξύ των άκρων του υλικού.
Αυτό το χαρακτηριστικό μπορεί να παραπλάνησε τους επιστήμονες που πρώτοι μελέτησαν και δοκίμασαν το NBB, οδηγώντας τους να πιστέψουν ότι αυτό Το υλικό παρουσιάζει υπεραγωγιμότητα σε θερμοκρασία περίπου 9Κ.
Ο Jardim πιστεύει ότι το ηλεκτρόνιο σάρωσης Το μικροσκόπιο παρέχει ποιοτικές αποδείξεις για την κατανόηση του πλέγματος NBB δομή, δηλαδή τα «οπτικά στοιχεία». Επιπλέον, ο Jardim επισήμανε περαιτέρω: «αυτά τα στοιχεία από μόνα τους δεν αρκούν για να επιβεβαιώσουν το υπόθεση του ερευνητή. Πρέπει να βελτιώσουμε τις πληροφορίες και να αναζητήσουμε ποσοτικές αποδείξεις. Με βάση τα δεδομένα που προέκυψαν από το ερευνητικό υλικό, το θερμοδυναμικό μοντέλο εφαρμόζεται για την επίτευξη ακριβών αποτελεσμάτων, και το Τα στοιχεία που απαιτούνται από την έρευνα λαμβάνονται με αυτόν τον τρόπο».
Σημαντική συμβολή της νέας τεχνολογίας εφαρμογή
Μακροσκοπικά, η υπεραγωγιμότητα είναι η χαρακτηριστικό της αγώγιμης ενός συγκεκριμένου υλικού όταν αυτό ψύχεται κάτω από α συγκεκριμένη θερμοκρασία, χωρίς απώλεια ενέργειας ή μηδενική αντίσταση.
Επί του παρόντος, οι ερευνητές μπορούν εύλογα κατανοήστε την εφαρμογή της υπεραγώγιμης τεχνολογίας και συνειδητοποιήστε την τεχνολογία εφαρμογή σε υπεραγώγιμα πηνία. Η ψύξη και η θερμομόνωση του υπεραγώγιμα πηνία προκαλούν το εφαρμοζόμενο ρεύμα να ρέει ασταθή, με αποτέλεσμα στη δημιουργία μαγνητικού πεδίου, αποφεύγοντας έτσι την απώλεια ενέργειας. Αυτό Η υπεραγώγιμη συσκευή χρησιμοποιείται ευρέως στην απεικόνιση μαγνητικού συντονισμού ή μαγνητικής τομογραφίας εξοπλισμός.
Ο Jardim επεσήμανε: «τα τελευταία χρόνια, η υπεραγώγιμη τεχνολογία έχει σημειώσει ταχεία πρόοδο. Ένας ιδιαίτερος τύπος Το μπουκάλι κενού που ονομάζεται «φιάλη Dewar» χρησιμοποιείται για αποθήκευση σε χαμηλή θερμοκρασία και Η εσωτερική του θερμοκρασία μπορεί να διατηρηθεί στο επίπεδο υγρού ηλίου 4,2 Kelvin (περίπου -270 ° C). Αυτά τα μπουκάλια Dewar χρησιμοποιούνται για την ψύξη υπεραγώγιμων πηνίων μπορεί να δει παντού στην αγορά και είναι εύκολο να τα βρεις».
Ο Jardim πρόσθεσε: «προς το παρόν, η NBB δεν έχει βρέθηκε να έχει οποιαδήποτε τεχνική χρήση, αλλά ο «ξάδερφος» της NBB, το μαγνήσιο διβορίδιο (MgB2), έχει προκαλέσει έντονο επιστημονικό ενδιαφέρον των επιστημόνων για την τελευταία 10 χρόνια. Η έρευνά μας μπορεί να συμβάλει στην τεχνική εφαρμογή του MgB2."
Υπεραγωγοί και ο διαμαγνητισμός
Σύμφωνα με τον Yalding, εκτός από το προαναφερθείσα μακροσκοπική υπεραγωγιμότητα, υπάρχει επίσης μια μακροσκοπική χαρακτηριστικό που ονομάζεται "τελειότητα". Για παράδειγμα, αν τοποθετηθεί το υλικό σε ένα εξωτερικό μαγνητικό πεδίο, το εσωτερικό μαγνητικό πεδίο του υπεραγωγός θα εξαλειφθεί εντελώς.
Όλα τα υλικά έχουν διαμαγνητισμό, αλλά το Η ύπαρξη διαμαγνητισμού δεν είναι πολύ ισχυρή και συχνά αγνοείται εύκολα άλλος ισχυρότερος μαγνητισμός, όπως ο σιδηρομαγνητισμός (το υλικό έλκεται από το εξωτερικό μαγνητικό πεδίο) και ο παραμαγνητισμός (το ατομικό μαγνητικό δίπολο του το υλικό είναι παράλληλο με το εξωτερικό μαγνητικό πεδίο μέσω αυτού παραμαγνητισμός).
Εάν ο διαμαγνητισμός πρέπει να είναι επαρκής σταθερό όπως ο υπεραγωγός, η απωστική δύναμη που προκαλείται από το μαγνητικό το πεδίο είναι αρκετό για να αναστείλει το υλικό. Η έρευνα σε αυτού του είδους το υλικό ευνοείται όλο και περισσότερο από τους επιστήμονες.
Ο Ζαρντίμ τόνισε: «Ο διαμαγνητισμός μπορεί να θεωρείται ως το ρεύμα που παράγεται στην επιφάνεια του υλικού, και το ρεύμα μπορεί να δημιουργήσει ένα επαγόμενο μαγνητικό πεδίο με το ίδιο μέγεθος με το εφαρμόζεται εξωτερικό μαγνητικό πεδίο και η αντίθετη κατεύθυνση δράσης, όπως ακριβώς το μαγνητικό πεδίο που βυθίζεται στο υλικό αποφορτίζεται εκ νέου από το μέσα."
