Nové nanonátery pre kozmické technologické aplikácie.

To čo vyzerá ako celkom obyčajný kus spáleného papiera, je v skutočnosti ultratenký supravodič, ktorý bol vyvinutý tímom vedeným Uwe Hartmannom.

Experimentálni fyzici vo výskumnej skupine pod vedením profesora Uwe Hartmanna na Saarland University, vyvinuli tenký nanomateriál so supravodivými vlastnosťami.  I pri teplotách nižších ako -200 °C vedú tieto materiály elektrinu bez straty, nadnášajú magnety a môžu zachytávať magnetické pole.

Obzvlášť zaujímavým aspektom tejto práce je, že výskumnému tímu sa podarilo vytvoriť supravodivé nanovlákna, ktoré môžu byť tkané do ultra tenkého filmu, ktorý je rovnako flexibilný ako fólia. Výsledkom sú nové nátery pre aplikácie v leteckom priemysle až po zdravotnícku techniku.

Výskumný tím bude vystavovať svoj supravodivý film od 24. 4 -28. 4. na výstavisku v Hannoveri, kde budú hľadať komerčných i priemyselných partnerov, s ktorými by mohli rozvíjať svoj systém pre praktické aplikácie.

Výskumná práca je výsledkom spoločného úsilia zahrňujúci tím vedený profesorom Uwe Hartmannom zo Saarland University a profesorom Volker Presserom z Leibnitz Institute, ktorý tiež pôsobí na Saarland University.

Vyvinuli niečo, čo na prvý pohľad vyzerá celkom obyčajne. Vyzerá to ako obhorený kus papiera. Ale zdanie klame. Tento skromný objekt je supravodič.

Výraz ″supravodič″ sa dáva materiálu, ktorý (obvykle pri veľmi nízkych teplotách) má nulový elektrický odpor a preto môže viesť elektrický prúd bez straty. Zjednodušene povedané, elektróny v materiáli môžu prúdiť bez obmedzenia cez chladné imobilné atómové mriežky. Pri absencii elektrického odporu a v prípade, že je magnet priblížený blízko k studenému supravodiču, magnet účinne ″vidí″ zrkadlový obraz seba v supravodivom materiály.

Takže ak sú supravodič a magnet umiestnené do tesnej blízkosti k sebe a ochladené kvapalným dusíkom, navzájom sa odpudzujú a magnet levituje nad supravodičom. Pojem ″levitácia″ pochádza z latinského slova Levitas, ktoré znamená ľahkosť. Je to trochu ako nízkoteplotná verzia hoverboardu. Ak je teplota príliš vysoká a bez posuvného trenia  sa to proste nestane.

Mnohé z bežných supravodivých materiálov, ktoré sú dnes k dispozícii sú tuhé, krehké a husté, čo znamená že sú ťažké. Fyzikom sa podarilo zabaliť supravodivé vlastnosti do tenkej ohybnej fólie. Tento materiál je v podstate tkanina z plastových vlákien a vysokoteplotných supravodivých nanovlákien.

″Preto je materiál veľmi poddajný a prispôsobivý, ako fólia (alebo ″plastová fólia″). Teoreticky môže byť materiál vyrobený v ľubovoľnej veľkosti. A my potrebujeme menej prostriedkov , ako je zvyčajne potrebné na supravodivú keramiku, takže naša supravodivá sieť je tiež lacnejšia na výrobu, ″ vysvetľuje profesor Uwe Hartmann.

Nízka hmotnosť filmu je zvlášť výhodná. ″S hustotou iba 0,05 gramov na centimeter kubický, je materiál veľmi ľahký a jeho hmotnosť je asi stokrát menšia ako pri konvenčnom supravodiči. Vďaka tomu je materiál veľmi sľubný pre všetky tie aplikácie, kde je váha problémom, ako napríklad v oblasti kozmických technológií. Existujú tiež potenciálne aplikácie v lekárskej technike,″ vysvetľuje Hartmann.  Tento materiál by mohol byť použitý ako nový náter, ktorý pri nízkych teplotách zachytáva elektromagnetické pole, alebo môže byť použitý v ohybných kábloch pre uľahčenie pohybu bez trenia.

Aby bolo možné nový materiál tkať, experimentálny fyzici použili techniku známu ako elektrostatické zvlákňovanie, ktoré sa zvyčajne používa pri výrobe polymérových vlákien. ″ Pomocou jemnej trysky známej ako zvlákňovacia tryska, sme na kvapalný materiál aplikovali elektrické napätie.  Vytvorili sme nanovlákna, ktoré sú tisíckrát tenšie ako priemer ľudského vlasu, čo je zvyčajne 300 nm alebo menej. Potom sme pletivo vlákien ohriali tak, že sa vytvorilo supravodivé správanie. Supravodivý materiál je sám o sebe typický pre oxid bária, medi a ytria alebo podobné zlúčeniny, ″ vysvetľuje Dr. Michael Koblischka, jeden z vedcov z výskumnej skupiny.


Zdroj: nanowerk.com

Leave a Comment