Главная / Полезная информация / Статьи / Сверхпроводники: мост из настоящего в будущее

Сверхпроводники: мост из настоящего в будущее

Все, наверняка, не раз слышали слово «сверхпроводник», однако его значение остается покрытым какой-то научно-фантастической тайной, и это неспроста. Говоря о материалах со свойствами сверхпроводимости (то есть возможности сводить показатель электросопротивления строго до нуля, когда температура достигает определенной отметки, называемой критической), стоит заметить, что они стали доступны человечеству далеко не сразу, а лишь после 70-х, во времена бурного роста научно-технических изобретений.

Для чего вообще нужны сверхпроводники? Прежде всего, для энергоэконимии. Кроме того, с их использованием возможно снизить массу и габариты сложного оборудования и систем, в которых они применяются. Электроника, для функционирования которой сегодня используются материалы с указанными свойствами, подразделяется на два больших и очень сильно различающихся класса:

  • крупные силовые установки, в числе которых генераторы, энергонакопители, магниты, кабели, моторы, ограничители тока и некоторые другие (в их основе лежат длинные, больше километра, и очень гибкие провода, по которым проходит ток);
  • электроника, работающая на малых мощностях: ЭВМ быстрого действия, детекторы различных излучений, в том числе магнитного поля, средства связи в диапазоне микроволн и прочие (их основой становятся экстратонкие эпитаксиальные пленки площадью не более одного квадратного метра).

Особенно полезно применение материалов с такими свойствами в условиях, где энергия передается и распределяется при повышенных мощностях (больше десятков мегаватт). Объясняется это тем, что данная рабочая среда не требует слишком больших затрат на создание низкой температуры, а ведь именно она нужна, чтобы сверхпроводник нормально функционировал. Поэтому в маломощных установках его применение не столь оправдано, хотя порой бывает необходимо.

Важнейшим достижением современной науки по праву считается создание так называемого токоограничителя ВТСП — мощнейшей автономной установки, работающей на основе высокотемпературного сверхпроводника. Ну а что же день грядущий нам готовит? Есть ли то самое «научно-фантастическое» будущее у такого «продвинутого» материала, как сверхпроводник? И наука отвечает: безусловно, есть. Сверхпроводимость станет наиболее нужной в таких областях, как:

а)электроника и компьютерные технологии

  • снизится время, затрачиваемое на переключение;
  • освободятся большие объемы для монтажа схем.
б)энергетика и промышленность

  • кабель, диаметр которого составит лишь несколько см., сможет стать полноценным заменителем гигантской ЛЭП;
  • будут разработаны гибридные конструкции — соединение газо- и электропроводов (криотрубопроводы);
  • благодаря СП-материалам, будет возможным генерировать мощнейшие магнитные поля, которые лягут в основу двигателей новейших машин;
  • вращаясь даже на небольшой скорости, генераторы на основе сверхпроводника, позволят соорудить массу экономичных ветроустановок;
  • некоторые ученые считают, что СП-материал станет ключом к производству термоядерной энергии
в)военное и морское дело

  • отличаясь компактностью, мощностью, малой массой и сниженным уровнем вибрации, приводы, а также генераторы, в структуре которых находится сверхпроводник, станут незаменимы на судах военного и гражданского назначения;
  • для воздушных судов и космических лайнеров будут созданы специальные магниты из материала СП, они позволят этим типам кораблей легко и безопасно взлетать или совершать посадку.

Конечно же, это отнюдь не исчерпывающий список отраслей и сфер, где сверхпроводники найдут себе место в ближайшем будущем. Нам же остается радоваться научным достижениям и активно пользоваться ими в своей жизни.