Статья “Сверхпроводники и криопроводники”
Автор (ы)
Аффилиация
Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева – КАИ, студент
Научный руководитель
Аннотация
Сверхпроводники и криопроводники — две области исследований, в которых в последние годы наблюдается значительный прогресс. Сверхпроводники — это материалы, которые проводят электричество с нулевым сопротивлением при очень низких температурах, а криопроводники — это материалы, которые очень эффективно проводят тепло при низких температурах. Обе эти области имеют множество практических применений, включая передачу энергии, медицинскую визуализацию и ускорители частиц.
Что касается научных и экспериментальных достижений, то было сделано много прорывов в разработке высокотемпературных сверхпроводников, которые могут работать при температурах, которых легче достичь, чем традиционные низкотемпературные сверхпроводники. Это привело к развитию более практичных и экономичных применений сверхпроводников, например, в аппаратах магнитно-резонансной томографии (МРТ) и ускорителях частиц. Кроме того, достижения в области криогенных технологий позволили охлаждать сверхпроводящие материалы до очень низких температур, что открыло новые возможности их использования в ряде отраслей промышленности.
В целом, хотя в области сверхпроводников и криопроводников было достигнуто много значительных достижений, остается еще много проблем, которые необходимо решить, чтобы полностью реализовать их потенциал в практических приложениях.
Актуальность проблемы. Тема сверхпроводников и криопроводников весьма актуальна из-за их значительного потенциала для целого ряда практических приложений. Сверхпроводники обладают способностью проводить электричество с нулевым сопротивлением, что может значительно повысить эффективность систем передачи электроэнергии и снизить потери энергии. Кроме того, использование сверхпроводников в медицинской визуализации и ускорителях частиц может привести к улучшению диагностики и лечения заболеваний, а также к прогрессу в фундаментальных исследованиях. Криопроводники же обладают способностью очень эффективно проводить тепло при низких температурах, что важно для охлаждения электроники и других устройств. Поскольку технология продолжает развиваться, разработка новых и улучшенных сверхпроводящих и криогенных материалов и систем будет иметь решающее значение для решения многих проблем, стоящих перед обществом сегодня, включая энергоэффективность и устойчивость, медицинские
Основной тенденцией в сверхпроводниках является разработка материалов с более высокими критическими температурами, что делает их более простыми в использовании и менее дорогими. В последние годы открытие высокотемпературных сверхпроводников стало значительным прорывом в этой области. Эти материалы имеют критические температуры выше точки кипения жидкого азота, который намного проще и дешевле производить и обрабатывать, чем традиционное охлаждение жидким гелием.
Криопроводники, с другой стороны, представляют собой материалы, которые очень эффективно проводят тепло при низких температурах. Они используются в криогенных системах, которые используются для охлаждения различных научных приборов и экспериментов. Основная тенденция в области криокондукторов — разработка материалов с более высокой теплопроводностью, позволяющих более эффективно охлаждать инструменты. Одним из перспективных материалов в этой области является графен, который обладает очень высокой теплопроводностью и может быть использован для изготовления криогенных кабелей и теплообменников. Еще одним направлением в области криопроводников является разработка гибких и легких материалов, которые можно использовать в портативных и носимых криогенных системах.
Основной целью работы является исследовать потенциал высокотемпературных сверхпроводников и криопроводников на основе графена для использования в разработке более эффективных и экономичных криогенных систем для научных исследований и промышленных применений. Исследование будет включать в себя изучение свойств и характеристик этих материалов при различных температурах и выявление факторов, ограничивающих их эффективность. Конечной целью является разработка новых материалов и методов, которые позволят создавать более мощные и универсальные криогенные системы с приложениями в таких областях, как квантовые вычисления, хранение энергии и медицинская визуализация.
Содержание работы
Конкурс, в котором автор работы принял участие:
V Международный конкурс инициативных научно-исследовательских проектов “ВЫСОКИЕ ЦЕЛИ”, 2022/2023
Отрасль наук
Форма представления работы
Дата публикации работы: 26.04.2023
Добавить комментарий