เนื้อหา
- ข้อได้เปรียบ 1: การแปลงพลังงานตาราง
- ข้อได้เปรียบ 2: การปรับปรุงการสื่อสารโทรคมนาคมความเร็วสูง
- ข้อได้เปรียบ 3: เครื่องมือช่วยวินิจฉัยทางการแพทย์
- ข้อเสียของตัวนำยิ่งยวด
วัสดุส่วนใหญ่ที่คนใช้จะถูกแบ่งระหว่างฉนวนเช่นพลาสติกหรือตัวนำเช่นหม้ออลูมิเนียมหรือสายทองแดง ลูกถ้วยไฟฟ้ามีความต้านทานสูงมาก ตัวนำอย่างทองแดงมีความต้านทานบ้าง วัสดุอีกประเภทหนึ่งนั้นไม่มีความต้านทานเมื่อถูกทำให้เย็นลงจนถึงอุณหภูมิที่ต่ำมากและเย็นกว่าตู้แช่แข็งที่เย็นกว่า เรียกว่าตัวนำยิ่งยวดพวกมันถูกค้นพบในปี 1911 ทุกวันนี้พวกเขากำลังปฏิวัติเครือข่ายไฟฟ้าเทคโนโลยีโทรศัพท์มือถือและการวินิจฉัยทางการแพทย์ นักวิทยาศาสตร์กำลังทำงานเพื่อให้พวกมันแสดงที่อุณหภูมิห้อง
ข้อได้เปรียบ 1: การแปลงพลังงานตาราง
ตารางพลังงานเป็นหนึ่งในความสำเร็จทางวิศวกรรมที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของศตวรรษที่ 20 อย่างไรก็ตามความต้องการกำลังจะเกิดขึ้นมากเกินไป ตัวอย่างเช่นในปี 2003 การปิดไฟในสหรัฐอเมริกาซึ่งกินเวลาประมาณสี่วันส่งผลกระทบต่อประชาชนมากกว่า 50 ล้านคนและทำให้เกิดการสูญเสียทางเศรษฐกิจประมาณ 13 พันล้านเรียส เทคโนโลยีตัวนำยิ่งยวดให้การสูญเสียสายไฟและสายเคเบิลที่น้อยลงและปรับปรุงความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพของเครือข่ายไฟฟ้า แผนการกำลังดำเนินการเพื่อแทนที่กริดไฟฟ้าปัจจุบันด้วยกริดตัวนำยิ่งยวด ระบบพลังงานตัวนำยิ่งยวดใช้อสังหาริมทรัพย์น้อยลงและถูกฝังไว้ในพื้นดินซึ่งแตกต่างจากเครือข่ายของทุกวันนี้
ข้อได้เปรียบ 2: การปรับปรุงการสื่อสารโทรคมนาคมความเร็วสูง
เทคโนโลยีโทรคมนาคมบรอดแบนด์ซึ่งทำงานได้ดีที่สุดในความถี่กิกะเฮิร์ตซ์นั้นมีประโยชน์มากสำหรับการปรับปรุงประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของโทรศัพท์มือถือ ความถี่เหล่านี้เข้าถึงได้ยากมากโดยตัวรับสัญญาณตัวนำยิ่งยวด Hypres โดยใช้เทคโนโลยีที่เรียกว่าควอนตัมโฟลว์กระแสเดียว (RSFQ) ซึ่งเป็นวงจรรวม มันทำงานด้วยความช่วยเหลือของเครื่องทำความเย็น 4 เคลวิน เทคโนโลยีนี้ปรากฏในเครื่องส่งสัญญาณโทรศัพท์มือถือจำนวนมาก
ข้อได้เปรียบ 3: เครื่องมือช่วยวินิจฉัยทางการแพทย์
หนึ่งในแอปพลิเคชันขนาดใหญ่ครั้งแรกของความเป็นตัวนำยิ่งยวดคือการวินิจฉัยทางการแพทย์ การถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็กหรือ MRI ใช้แม่เหล็กตัวนำยิ่งยวดที่แข็งแกร่งเพื่อสร้างสนามแม่เหล็กขนาดใหญ่ที่มีความสม่ำเสมอภายในร่างกายของผู้ป่วย เครื่องสแกน MRI ซึ่งมีระบบระบายความร้อนฮีเลียมเหลวรับการสะท้อนของสนามแม่เหล็กเหล่านี้จากอวัยวะในร่างกาย เครื่องที่ส่วนท้ายสร้างภาพ เครื่อง MRI นั้นเหนือกว่าเทคโนโลยีเอ็กซเรย์ในการวินิจฉัยโรค Paul Leuterbur และ Sir Peter Mansfield ได้รับรางวัลโนเบลปี 2546 สาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์ "สำหรับการค้นพบของพวกเขาเกี่ยวกับการถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็ก" ตามความสำคัญของ MRI และความหมายของตัวนำยิ่งยวดสำหรับการแพทย์
ข้อเสียของตัวนำยิ่งยวด
วัสดุตัวนำยิ่งยวดพิเศษจะนำไปสู่ super super เมื่อเก็บไว้ต่ำกว่าอุณหภูมิเฉพาะที่เรียกว่าอุณหภูมิการเปลี่ยนแปลง สำหรับตัวนำยิ่งยวดที่เป็นที่รู้จักในปัจจุบันอุณหภูมิต่ำกว่า 77 เคลวินอุณหภูมิของไนโตรเจนเหลว การรักษาอุณหภูมิให้ต่ำกว่าอุณหภูมินี้ต้องใช้เทคโนโลยีการแช่แข็งจำนวนมากซึ่งมีราคาแพงมาก ดังนั้นตัวนำยิ่งยวดยังคงไม่ปรากฏในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่ในชีวิตประจำวัน นักวิทยาศาสตร์กำลังพัฒนาตัวนำยิ่งยวดที่สามารถทำงานได้ที่อุณหภูมิห้อง