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Gara per i superconduttori verso la scala nanometrica

superconduttore

Un team di ricercatori di UT Dallas, Clemson University e Yale University stanno utilizzando la scienza su scala nanometrica per affrontare una delle sfide più elusive in fisica - la scoperta della superconduttività a temperatura di laboratorio. Con questo obiettivo finale, il team sta lavorando per sviluppare fili superconduttori a base di nanotubi in grado di supportare alte correnti alla temperatura dell'azoto liquido, o superiore.

Con una borsa di 3 milioni di dollari garantiti dall’Air Force Office of Scientific Research (AFOSR), il team ha avviato un progetto quinquennale per inventare nuovi cavi superconduttori basati su nanomateriali di alta ingegneria, ogni componente migliaia di volte più piccolo di un capello umano. Tali cavi verrebbero utilizzati per applicazioni che spaziano dai magneti per la risonanza magnetica a sostituire lo spreco di energia del rame nelle linee di trasmissione di potenza.

Mentre i fili di rame tradizionali sono altamente conduttivi, perdono potenza attraverso la resistenza, che si traduce in spreco di energia. I materiali superconduttori trasmettono potenza senza opporre resistenza, ma devono essere raffreddati a temperature basse.

Secondo Zakhidov, che è un professore di fisica ed uno dei ricercatori del progetto, il 30% dell’ energia elettrica può essere persa sottoforma di calore quando l'elettricità passa attraverso le linee elettriche. I materiali superconduttori promettono enormi risparmi energetici ed ambientali.
Sotto la guida di Zakhidov e del dottor Ray Baughman, direttore dell'Istituto Nanotech, il team dell'istituto ha già sperimentato metodi per assemblare nanomateriali in filati.

La dottoressa Lisa Pfefferle, professoressa di ingegneria chimica alla Yale University e membro del team di ricerca, sta sperimentando nuovi tipi di nanofibre che sono stati sintetizzati dalla sua squadra con elementi come il boro.

Il membro del team il dottor Apparao Rao, professore di fisica alla Clemson University, ha già prodotto nanotubi superconduttori con un processo chiamato ablazione tramite laser ad impulsi. I risultati dei nanotubi di carbonio "drogati" con boro permettono di avere superconduttori a temperature più elevate di altri materiali a base di carbonio, ma ancora a temperature relativamente basse.

Il dottore Myron Salamon, preside della School of Natural Sciences and Mathematics, valuterà i nuovi superconduttori del team mettendoli alla prova la temperatura massima della superconduttività in funzione della corrente e della potenza trasmessa, che è un fattore cruciale per l'utilizzo di questi materiali nei sistemi di potenza.

Cinque borse di ricerca sono state assegnate per stimolare lo sviluppo di superconduttori ad alta temperatura. Le sovvenzioni sono amministrate tramite la AFOSR dal project manager dottor Harold Weinstock, che ha aiutato pionieri e ha sostenuto molte altre importanti scoperte nel campo della fisica. Secondo Zakhidov, le altre università nella gara per il superconduttore sono l’ University of Houston, l’ University of Maryland, l’ University of California, San Diego e la Stanford University.

 

 

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