Сибирские ученые создали материал для сверхмощных электросетей

Авторы и источники / Правообладателям

Ученые из Сибирского федерального университета и Федерального исследовательского центра Красноярского научного центра СО РАН синтезировали наночастицы оксида меди, которые могут стать основой сверхпроводящих материалов при комнатной температуре. Статья, посвященная исследованию магнитных свойств данных частиц, опубликована в сентябрьском номере Journal of Superconductivity and Novel Magnetism.

Одна из важнейших характеристик материала, используемого для электросетей, — его способность проводить электрический ток. Каждый материал обладает сопротивлением — свойством рассеивать и замедлять электроны, направленное движение которых и называется током. Однако еще в 1911 году был открыт сверхпроводник — материал, который демонстрировал нулевое сопротивление при понижении температуры до 4 К. Со временем ученые выяснили, что высокотемпературные (от 0°C) сверхпроводники могут быть использованы для нового поколения электросетей, потенциально обладающих большей пропускной способностью.

Сотрудники Сибирского федерального университета и Федерального исследовательского центра Красноярского научного центра СО РАН синтезировали нанопорошок оксида меди с химической формулой CuO2, чтобы впоследствии применять в сверхпроводниках. Для этого исследователи использовали метод вакуумного плазменно-дугового испарения: он обеспечивает осаждение тонких пленок в вакууме при помощи плазменного разряда.

В природе существует соединение оксида меди из одного атома кислорода и одного атома меди. Однако благодаря внедрению еще одного атома кислорода в соединение, наночастицы из таких молекул приобретают магнитные свойства в определенном диапазоне магнитных полей, характерные для сверхпроводников. Исследователи сообщают, что если удастся объединить частицы порошка в единый материал, скорее всего, он будет работать как сверхпроводник при комнатной температуре и даже выше.

— Нам лишь осталось соединить наночастицы порошка из оксида меди, — поясняет руководитель Научно-образовательного центра ЮНЕСКО «Новые материалы и технологии» Сибирского федерального университета доктор технических наук Анатолий Лепешев. — Это будет означать, что мы получили новый сверхпроводник, который сможет работать при комнатной температуре. Вполне реально уменьшить затраты на изготовление материала, повысить надежность и срок службы, создать энергосистемы с качественно новыми характеристиками, приемлемыми для электроэнергетики XXI столетия.

Немаловажное преимущество такого электрооборудования — экологическая безупречность при меньшей стоимости в массовом производстве. Увеличение плотности тока, повышение удельной мощности, а также наличие особых, присущих только сверхпроводникам физических свойств создают значимые предпосылки для разработки высокоэффективных видов электротехники.

Источник: Наука в Сибири