کاهش تلفات انرژی

دانشمندان دانشگاه ليورپول و دورهام ماده ي جديدي براي درك بيشتر چگونگي استفاده از ابررساناها در انتقال انرژي به مناطق مسكوني و كاهش تلفات انرژي توسعه داده اند.



ه نقل از ساينس ديلي، اين گروه ماده اي از يك مولكول شبیه توپ فوتبال به نام كربن60 توليد كرده است تا نشان دهد كه چگونه يك ابررسانا (عنصر، تركيب يا آلياژي كه در مقابل عبور مداوم جريان الكتريكي مقاومتی از خود نشان نمي دهد) مي تواند در دماهاي مناسب براي كاربرد تجاري در شهرهاي كوچك و بزرگ كار كند.

ابررساناها به عنوان يكي از بزرگ ترين يافته هاي علمي مطرح هستند و امروزه نقش مهمي در فن آوري پزشكي بازي مي كنند. در سال 1911، به عنوان بخشي از آزمايش با جيوه ي جامد، دانش مند آلماني هيك كامرلينف اونز، كشف كرد زماني كه جيوه تا دماهاي پايين سرد مي شود، الكتريسيته مي تواند با يك جريان پايدار و بدون مقاومت و تلفات انرژي -به صورت گرما- از آن عبور كند.

هم اكنون ابررساناها به طور گسترده به عنوان آهن ربا در عكس برداري تشديد مغناطيسي يا MRI به كار مي روند كه به دانش مندان كمك مي كند از آن چه كه درون بدن انسان رخ مي دهد، تصويربرداري كنند. ابررساناها در خطوط راه آهن نيز به عنوان آهن ربا توانسته اند اصطكاك بين قطار و ريل را كاهش دهند. ابررساناها توسعه يافته اند تا در دماهاي بالا كار كنند اما ساختار اين مواد به حدي پيچيده است كه دانش مندان هنوز به زمان نياز دارند تا دريابند كه چگونه اين مواد مي توانند در دماي اتاق براي كاربردهاي آتي در تامين برق خانه ها و كارخانه ها كار كنند.

پروفسور مت روسينسكي، از دپارتمان شيمي ليورپول، شرح داد: "ابررسانايي پديده اي است كه ما هنوز در تلاش براي درك آن و به ويژه چگونگي كاركرد آن در دماهاي بالا هستيم. ابررساناها ساختار اتمي بسيار پيچيده اي دارند و سرشار از بي نظمي هستند. ما ماده اي به شكل پودر ساختيم كه در دماهاي اتاق نارسانا بود و ساختار اتمي ساده تري داشت تا براي ما اين امكان را فراهم كند كه چگونگي حركت آزاد الكترون ها را كنترل كنيم و چگونگي سوق دادن اين ماده به سمت ابررسانايي را آزمايش كنيم."

پروفسور كوسماس پراسيدس، از دانشگاه دورهام، گفت: "در فشار اتاق الكترون هاي اين ماده براي ايجاد ابررسانايي بسيار دور از هم بودند. بنابراين ما آن ها را با استفاده از وسيله اي كه فشار درون ساختار را افزايش مي دهد، فشرده تر كرديم. ما دريافتيم كه اين دگرگوني در ماده ناگهاني بود - به صورت متناوب از نارسانايي به ابررسانايي. اين امر به ما اين امكان را داد كه ساختار اتمي دقيق را در نقطه اي كه ابررسانايي رخ مي دهد، ببينيم."

اين پژوهش كه در مجله ي Science منتشر شد و توسط انجمن پژوهش علوم فيزيكي و مهندسي EPSRC حمايت شد، به دانش مندان اين امكان را خواهد داد كه به جستجوي موادي با عناصر ساختاري و شيميايي مناسب بپردازند و ابررساناهايي را توسعه دهند كه در آينده تلفات انرژي جهان را ا كاهش دهد.