Fordele og ulemper ved superledere

De fleste materialer folk bruger, er isolatorer, som plastik eller ledere, som en aluminiumskande eller et kobberkabel. Isolatorer viser meget høj modstand mod elektricitet. Ledere som kobber viser en vis modstand. En anden klasse materialer viser slet ingen modstand, når de afkøles til meget lave temperaturer, køligere end den fedeste dybfryser. Kaldede superledere, de blev opdaget i 1911. I dag er de revolutionerende elnettet, mobiltelefonteknologi og medicinsk diagnose. Forskere arbejder for at få dem til at udføres ved stuetemperatur.

Fordel 1: Transformering af elnettet

Elnettet er blandt de største tekniske resultater fra det 20. århundrede. Efterspørgslen er imidlertid ved at overvældes. For eksempel ramte den nordamerikanske blackout af 2003, der varede omkring fire dage, over 50 millioner mennesker og forårsagede omkring 6 milliarder dollars økonomisk tab. Superlederteknologi giver tabsfri ledninger og kabler og forbedrer pålideligheden og effektiviteten af ​​strømnettet. Der er planer om at erstatte det nuværende strømnettet i 2030 med et superledende strømnettet. Et superledende elsystem indtager mindre fast ejendom og er begravet i jorden, helt anderledes end nutidens netlinjer.

Fordel 2: Forbedring af bredbånds telekommunikation

Bredbånds telekommunikationsteknologi, som fungerer bedst ved gigahertz-frekvenser, er meget nyttigt for at forbedre effektiviteten og pålideligheden af ​​mobiltelefoner. Sådanne frekvenser er meget vanskelige at opnå med halvlederbaserede kredsløb. Imidlertid er de let opnået ved Hypres superlederbaserede modtager ved hjælp af en teknologi kaldet hurtig enkeltfluxkvantum eller RSFQ, integreret kredsløbsmodtager. Den virker ved hjælp af en 4-kelvin kryokooler. Denne teknologi vises i mange mobilmodtagers sendertårne.

Fordel 3: Hjælpe medicinsk diagnose

En af de første storskala applikationer af superledningsevne er i medicinsk diagnose. Magnetic resonance imaging, eller MR, bruger kraftige superledende magneter til at producere store og ensartede magnetiske felter inde i patientens krop. MRI scannere, der indeholder flydende helium kølesystem, opfanger hvordan disse magnetfelter afspejles af organer i kroppen. Maskinen producerer til sidst et billede. MR-maskiner er bedre end røntgenteknologi til at producere en diagnose. Paul Leuterbur og Sir Peter Mansfield blev tildelt Nobelprisen for 2003 i fysiologi eller medicin, "for deres opdagelser vedrørende magnetisk resonansbilleddannelse", der ligger til grund for MRI's betydning og implicit superledere til medicin.

Ulemper ved superledere

Superledende materialer superled kun, når de holdes under en given temperatur kaldet overgangstemperaturen. For nuværende kendte praktiske superledere er temperaturen meget under 77 Kelvin, temperaturen af ​​flydende nitrogen. At holde dem under denne temperatur indebærer en masse dyre kryogen teknologi. Således optræder superledere stadig ikke i de fleste elektroniske elektronikker. Forskere arbejder på at designe superledere, der kan fungere ved stuetemperatur.