Source : "Matériaux de Génie Mécanique"
Réaliser la supraconductivité à température ambiante a toujours été le rêve des scientifiques. Si cela peut être réalisé avec succès, cela élargira considérablement le champ d'application de la technologie supraconductrice, et il n'est pas exagéré de déclencher une révolution dans le domaine de la science et de l'industrie, de l'énergie transmission aux transports, à des aspects tels que l'équipement médical et la recherche scientifique en bénéficieront.
Si la supraconductivité à température ambiante apparaît, son impact potentiel se traduit par les aspects suivants :
1. Transport et stockage de l'énergie
L'efficacité de transmission du courant supraconducteur est beaucoup plus élevée que celle des câbles conventionnels, ce qui peut réduire considérablement les pertes d'énergie. La technologie supraconductrice à température ambiante réalisera un système d'alimentation plus efficace et plus fiable, favorisera l'application à grande échelle des énergies renouvelables et résoudra les problèmes de pénurie d'énergie et de pollution de l'environnement.
2. Transport
La technologie supraconductrice a de larges perspectives d'application dans les domaines des trains maglev et des avions à propulsion magnétique. L'émergence de la supraconductivité à température ambiante réduira la consommation d'énergie, augmentera la vitesse et la stabilité, et favorisera l'innovation et le développement de futurs véhicules.
3. Matériel médical et recherche scientifique
La technologie supraconductrice à température ambiante peut améliorer l'équipement d'imagerie par résonance magnétique (IRM) et promouvoir des percées dans les biosciences, la recherche médicale et d'autres domaines. Il accélérera le développement de traitements et de diagnostics et apportera d'importantes contributions à la santé humaine.
4. Technologies de l'information et de la communication
Les matériaux supraconducteurs ont des applications potentielles dans des domaines tels que les composants électroniques et les puces informatiques. L'émergence de la supraconductivité à température ambiante améliorera la vitesse et les performances des circuits intégrés, accélérera le développement des technologies de l'information et favorisera la poursuite du développement de l'ère numérique.
1. Qu'est-ce qu'un matériau supraconducteur
Les matériaux supraconducteurs désignent des matériaux qui présentent les propriétés de résistance nulle et de répulsion des lignes de force magnétiques dans certaines conditions de basse température. D'une manière générale, les matériaux peuvent être divisés en isolants, semi-conducteurs et conducteurs du plus grand au plus petit en fonction de leur résistivité à température ambiante. La plupart des métaux sont de bons conducteurs, et leur résistivité à température ambiante est très faible mais pas nulle, de l'ordre de 10-12mΩ∙cm.
Lorsqu'un certain matériau est abaissé en dessous d'une certaine température, la résistance tombe soudainement à zéro et, en même temps, toutes les lignes de champ magnétique du champ magnétique externe sont déchargées du matériau, ce qui entraîne une induction magnétique nulle dans le corps, c'est-à-dire , état de résistance zéro et diamagnétisme complet apparaissent en même temps. Dans cet état, le matériau entre dans l'état supraconducteur, et ce matériau est un matériau supraconducteur.
Une série de propriétés magiques des supraconducteurs signifie que nous pouvons utiliser les supraconducteurs de manière stable à basse température, comme réaliser une transmission de puissance sans perte, des champs magnétiques stables et puissants et des véhicules à lévitation magnétique à grande vitesse. Pour cette raison, depuis la découverte de la supraconductivité, l'exploration des matériaux supraconducteurs par les gens n'a cessé de progresser, et l'enthousiasme de la recherche pour les mécanismes microscopiques supraconducteurs et les applications supraconductrices n'a jamais diminué.
2. Historique du développement des matériaux supraconducteurs
En 1911, lorsque Heike Kamer-Onnes a refroidi le mercure avec de l'hélium liquide à une température de 4,2K (-268,97°C), il a constaté que la résistance du mercure était nulle et il a découvert la loi de la supraconductivité.
En 1933, Field et Meissner ont découvert que lorsque le supraconducteur était refroidi à la température de transition, non seulement la résistance disparaissait complètement, mais aussi un diamagnétisme apparaissait : les lignes de champ magnétique étaient déchargées du supraconducteur et ne pouvaient pas traverser le supraconducteur.
En 1973, les scientifiques ont découvert un alliage niobium-germanium, un alliage supraconducteur avec une température de transition supraconductrice de 32,4K (-249,92°C), enregistrée depuis près de 13 ans.
En 1986, les laboratoires Bell des États-Unis ont mis au point un matériau supraconducteur qui brisait la ba...
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