人々が使用するほとんどの材料は、プラスチックのような絶縁体、またはアルミニウムポットや銅ケーブルのような導体です。 絶縁体は電気に対して非常に高い抵抗を示します。 銅のような導体はある程度の抵抗を示します。 別のクラスの材料は、最も低温の冷凍庫よりも低温の非常に低い温度に冷却された場合、抵抗をまったく示しません。 超伝導体と呼ばれ、1911年に発見されました。 今日、彼らは電力網、携帯電話技術、医療診断に革命をもたらしています。 科学者たちは、それらが室温で機能するように取り組んでいます。
利点1：電力網の変革
電力網は、20世紀の最大の工学的成果の1つです。 しかし、需要はそれを圧倒しようとしています。 たとえば、約4日間続いた2003年の北米の停電は、5,000万人を超える人々に影響を及ぼし、約60億ドルの経済的損失を引き起こしました。 超電導技術は、損失のないワイヤーとケーブルを提供し、電力網の信頼性と効率を向上させます。 2030年までに現在の電力網を超電導電力網に置き換える計画が進行中です。 超電導電力システムは、現在のグリッド線とはまったく異なり、占有する不動産が少なく、地面に埋もれています。
利点2：広帯域通信の改善
ギガヘルツ周波数で最適に動作する広帯域通信技術は、携帯電話の効率と信頼性を向上させるのに非常に役立ちます。 このような周波数は、半導体ベースの回路で実現するのは非常に困難です。 ただし、これらは、高速単一磁束量子（RSFQ）集積回路受信機と呼ばれる技術を使用して、Hypresの超伝導体ベースの受信機によって簡単に実現されています。 それは4ケルビンのクライオクーラーの助けを借りて動作します。 この技術は、多くの携帯電話の受信機の送信機タワーに現れています。
利点3：医療診断を支援する
超電導の最初の大規模なアプリケーションの1つは、医療診断です。 磁気共鳴画像法（MRI）は、強力な超伝導磁石を使用して、患者の体内に大きく均一な磁場を生成します。 液体ヘリウム冷凍システムを含むMRIスキャナーは、これらの磁場が体内の臓器によってどのように反射されるかを検出します。 マシンは最終的に画像を生成します。 MRI装置は、診断の作成においてX線技術よりも優れています。 PaulLeuterburとSirPeter Mansfieldは、2003年のノーベル生理学・医学賞を受賞しました。 磁気共鳴画像法に関して」、MRIの重要性の根底にある、そして含意超伝導体によって、 薬。
超伝導体のデメリット
超伝導材料は、転移温度と呼ばれる特定の温度未満に保たれた場合にのみ超伝導します。 現在知られている実用的な超伝導体の場合、温度は液体窒素の温度である77ケルビンをはるかに下回っています。 それらをその温度以下に保つには、多くの高価な極低温技術が必要です。 したがって、超伝導体はまだほとんどの日常の電子機器には現れません。 科学者たちは、室温で動作できる超伝導体の設計に取り組んでいます。