Majoritatea materialelor pe care le folosesc oamenii sunt izolatori, cum ar fi plasticul, sau conductori, cum ar fi o oală de aluminiu sau un cablu de cupru. Izolatorii prezintă o rezistență foarte mare la electricitate. Conductorii precum cuprul prezintă o anumită rezistență. O altă clasă de materiale nu prezintă deloc rezistență atunci când este răcită la temperaturi foarte scăzute, mai rece decât cel mai rece congelator. Numiți supraconductori, au fost descoperiți în 1911. Astăzi, ei revoluționează rețeaua electrică, tehnologia telefoanelor mobile și diagnosticul medical. Oamenii de știință lucrează pentru a-i face să funcționeze la temperatura camerei.
Avantajul 1: Transformarea rețelei electrice
Rețeaua de energie electrică se numără printre cele mai mari realizări inginerești din secolul al XX-lea. Cu toate acestea, cererea este pe cale să o copleșească. De exemplu, întreruperea nord-americană din 2003, care a durat aproximativ patru zile, a afectat peste 50 de milioane de persoane și a provocat pierderi economice de aproximativ 6 miliarde de dolari. Tehnologia supraconductoare oferă cabluri și cabluri fără pierderi și îmbunătățește fiabilitatea și eficiența rețelei electrice. Planurile sunt în curs de înlocuire până în 2030 a rețelei electrice actuale cu o rețea electrică supraconductoare. Un sistem de alimentare supraconductor ocupă mai puține bunuri imobile și este îngropat în pământ, destul de diferit de liniile rețelei actuale.
Avantaj 2: Îmbunătățirea telecomunicațiilor pe bandă largă
Tehnologia de telecomunicații pe bandă largă, care funcționează cel mai bine la frecvențe gigahertz, este foarte utilă pentru îmbunătățirea eficienței și fiabilității telefoanelor mobile. Astfel de frecvențe sunt foarte greu de realizat cu circuitele bazate pe semiconductori. Cu toate acestea, acestea au fost realizate cu ușurință de receptorul bazat pe supraconductori de la Hypres, folosind o tehnologie numită cuantum rapid cu flux unic sau RSFQ, receptor cu circuit integrat. Funcționează cu ajutorul unui criocooler de 4 kelvin. Această tehnologie apare în multe turnuri de emițătoare ale receptorului de telefonie mobilă.
Avantajul 3: Ajutorarea diagnosticului medical
Una dintre primele aplicații la scară largă a supraconductivității este în diagnosticul medical. Imagistica prin rezonanță magnetică sau RMN utilizează magneți supraconductori puternici pentru a produce câmpuri magnetice mari și uniforme în interiorul corpului pacientului. Scanerele RMN, care conțin sistem de refrigerare cu heliu lichid, detectează modul în care aceste câmpuri magnetice sunt reflectate de organele din corp. Aparatul produce în cele din urmă o imagine. Aparatele RMN sunt superioare tehnologiei cu raze X în producerea unui diagnostic. Paul Leuterbur și Sir Peter Mansfield au primit premiul Nobel pentru fiziologie sau medicină din 2003 „pentru descoperirile lor în ceea ce privește imagistica prin rezonanță magnetică, "care stă la baza semnificației RMN și, implicit, supraconductori, la medicament.
Dezavantaje ale supraconductorilor
Materialele supraconductoare supraconductă numai atunci când sunt menținute sub o temperatură dată numită temperatura de tranziție. Pentru supraconductorii practici cunoscuți în prezent, temperatura este mult sub 77 Kelvin, temperatura azotului lichid. Menținerea lor sub această temperatură implică o mulțime de tehnologie criogenică scumpă. Astfel, supraconductorii încă nu apar în majoritatea componentelor electronice de zi cu zi. Oamenii de știință lucrează la proiectarea supraconductoarelor care pot funcționa la temperatura camerei.