Indhold
- Fordel 1: Transformering af elektricitetsnettet
- Fordel 2: Forbedring af bredbåndstelekommunikation
- Fordel 3: Hjælp til medicinsk diagnose
- Ulemper ved superledere
De fleste materialer, folk bruger, er isolatorer, som plast eller ledere, som en aluminiumsgryde eller et kobberkabel. Isolatorer viser meget høj modstand mod elektricitet. Ledere som kobber viser en vis modstand. En anden klasse af materialer viser overhovedet ingen modstand, når den afkøles til meget lave temperaturer, køligere end den fedeste fryser. Kaldte superledere, de blev opdaget i 1911. I dag revolutionerer de det elektriske net, mobiltelefon teknologi og medicinsk diagnose. Forskere arbejder for at få dem til at optræde ved stuetemperatur.
Fordel 1: Transformering af elektricitetsnettet
Elnettet er blandt de største tekniske resultater i det 20. århundrede. Efterspørgslen er dog ved at overvælde den. For eksempel påvirkede den nordamerikanske blackout i 2003, der varede i cirka fire dage, over 50 millioner personer og forårsagede omkring 6 milliarder dollars i økonomisk tab. Superlederteknologi giver tabsløse ledninger og kabler og forbedrer pålideligheden og effektiviteten af elnettet. Der er planer om at erstatte det nuværende elnettet med et superledende strømnet inden 2030. Et superledende kraftsystem besætter mindre ejendomme og er begravet i jorden, ganske anderledes end nutidens netlinjer.
Fordel 2: Forbedring af bredbåndstelekommunikation
Bredbånds-telekommunikationsteknologi, der fungerer bedst ved gigahertz-frekvenser, er meget nyttigt til at forbedre effektiviteten og pålideligheden af mobiltelefoner. Sådanne frekvenser er meget vanskelige at opnå med halvlederbaserede kredsløb. Imidlertid er de let opnået med Hypress superlederbaseret modtager ved hjælp af en teknologi kaldet hurtig single flux quantum eller RSFQ, integreret kredsløbsmodtager. Det fungerer ved hjælp af en 4-kelvin cryocooler. Denne teknologi dukker op i mange mobiltelefonmodtagertransmittertårne.
Fordel 3: Hjælp til medicinsk diagnose
En af de første store anvendelser af superledningsevne er inden for medicinsk diagnose. Magnetisk resonansafbildning, eller MR, bruger kraftfulde superledende magneter til at producere store og ensartede magnetfelter i patientens krop. MR-scannere, der indeholder flydende helium-kølesystem, afhenter, hvordan disse magnetiske felter reflekteres af organer i kroppen. Maskinen producerer til sidst et billede. MR-maskiner er overlegne end røntgenteknologi til fremstilling af en diagnose. Paul Leuterbur og Sir Peter Mansfield blev tildelt Nobelprisen i fysiologi eller medicin i 2003, "for deres opdagelser vedrørende magnetisk resonansafbildning", der ligger bag betydningen af MR og implicit superledere for medicinen.
Ulemper ved superledere
Superledende materialer superleder kun når de holdes under en given temperatur kaldet overgangstemperaturen. For i øjeblikket kendte praktiske superledere er temperaturen meget under 77 Kelvin, temperaturen i flydende nitrogen. At holde dem under denne temperatur involverer en masse dyre kryogen teknologi. Således vises superledere stadig ikke i de fleste hverdagslige elektronik. Forskere arbejder på at designe superledere, der kan fungere ved stuetemperatur.