Innhold
- Fordel 1: Transformering av strømnettet
- Fordel 2: Forbedring av bredbåndstelekommunikasjon
- Fordel 3: Hjelpe medisinsk diagnose
- Ulemper ved superledere
De fleste materialer folk bruker er isolatorer, som plast, eller ledere, som en aluminiumsgryte eller en kobberkabel. Isolatorer viser veldig høy motstand mot elektrisitet. Ledere som kobber viser en viss motstand. En annen klasse materialer viser ingen motstand i det hele tatt når den er avkjølt til veldig lave temperaturer, kjøligere enn den kuleste fryseren. De ble kalt superledere og ble oppdaget i 1911. I dag revolusjonerer de elektriske nett, mobiltelefon teknologi og medisinsk diagnose. Forskere jobber for å få dem til å opptre i romtemperatur.
Fordel 1: Transformering av strømnettet
Elektrisk kraftnett er blant de største tekniske prestasjonene på 1900-tallet. Etterspørselen er imidlertid i ferd med å overvelde den. For eksempel påvirket den nordamerikanske blackout fra 2003, som varte i omtrent fire dager, over 50 millioner personer og forårsaket om lag 6 milliarder dollar i økonomisk tap. Superlederteknologi gir tapsfrie ledninger og kabler og forbedrer påliteligheten og effektiviteten til strømnettet. Planer er i gang for å erstatte det nåværende strømnettet innen 2030 med et superledende kraftnett. Et superledende kraftsystem okkuperer mindre eiendom og ligger begravet i bakken, ganske forskjellig fra dagens nettlinjer.
Fordel 2: Forbedring av bredbåndstelekommunikasjon
Bredbåndstelekommunikasjonsteknologi, som fungerer best ved gigahertz-frekvenser, er veldig nyttig for å forbedre effektiviteten og påliteligheten til mobiltelefoner. Slike frekvenser er veldig vanskelige å oppnå med halvlederbaserte kretsløp. Imidlertid har de lett blitt oppnådd av Hypress superlederbasert mottaker, ved å bruke en teknologi som kalles rask enkelt fluks kvantum, eller RSFQ, integrert kretsmottaker. Den fungerer ved hjelp av en 4-kelvin kryokjøler. Denne teknologien vises i mange sendertårn for mobiltelefonmottakere.
Fordel 3: Hjelpe medisinsk diagnose
En av de første storskala anvendelsene av superledelse er innen medisinsk diagnose. Magnetisk resonansavbildning, eller MR, bruker kraftige superledende magneter for å produsere store og ensartede magnetfelt i pasientens kropp. MR-skannere, som inneholder flytende helium-kjølesystem, plukker opp hvordan disse magnetfeltene reflekteres av organer i kroppen. Maskinen produserer etter hvert et bilde. MR-maskiner er overlegen røntgenteknologi når det gjelder å produsere en diagnose. Paul Leuterbur og Sir Peter Mansfield ble tildelt Nobelprisen 2003 i fysiologi eller medisin, "for sine oppdagelser angående magnetisk resonansavbildning", underliggende betydningen av MR, og ved implikasjon superledere, for medisin.
Ulemper ved superledere
Superledende materialer superledende bare når de holdes under en gitt temperatur kalt overgangstemperatur. For i dag kjente praktiske superledere er temperaturen mye under 77 Kelvin, temperaturen på flytende nitrogen. Å holde dem under den temperaturen innebærer mye dyr kryogen teknologi. Dermed dukker ikke frem superledere i det meste av hverdagselektronikk. Forskere jobber med å designe superledere som kan operere i romtemperatur.