17:25 2023-10-03
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ O adăugare de grafen pentru îmbunătățirea densității critice de curent a supraconductorilor Bi-2223
_ O adăugare de grafen pentru îmbunătățirea densitatea critică de curent a supraconductorilor Bi-2223
Superconductorii sunt materiale care oferă rezistență electrică zero la fluxul de curent la răcire sub o anumită temperatură critică. De obicei, supraconductorii au o temperatură critică foarte scăzută, aproape de zero absolut. Cu toate acestea, o clasă de supraconductori, cunoscută sub numele de supraconductori de temperatură înaltă (HTS) au o temperatură critică peste 77 Kelvin, punctul de fierbere al azotului lichid. Ele au fost utilizate pe scară largă pentru dezvoltarea dispozitivelor supraconductoare în multe industrii.
Oxidul de cupru bismut, stronțiu, calciu, denumit adesea BSCCO, este o clasă de HTS care a fost larg utilizată. studiat și utilizat în inginerie, echipamente medicale, minerit și sisteme de transport.
Unul dintre membrii săi, (Bi1.6Pb0.4)Sr2Ca2Cu3O10 sau Bi-2223, posedă cea mai mare temperatură critică supraconductivă și a obținut atenție semnificativă pentru potențiale aplicații. Cu toate acestea, limitări precum densitatea slabă a curentului critic și fixarea slabă a fluxului magnetic și o rută complexă de sinteză au împiedicat dezvoltarea și progresul supraconductorilor Bi-2223.
Pentru a aborda aceste deficiențe, un grup de cercetători, condus de Profesorul Muralidhar Miryala de la Laboratorul de Materiale pentru Energie și Mediu al Materialelor Supraconductoare de la Institutul de Tehnologie Shibaura și profesorul Awang Kechik Mohd Mustafa de la Departamentul de Fizică al Facultății de Științe de la Universiti Putra Malaysia, au investigat efectele adăugării de nanoparticule de grafen asupra fazei formarea și proprietățile supraconductoare ale Bi-2223.
„În acest studiu, raportăm efectele asupra temperaturii critice, densității critice de curent și proprietăților structurale și morfologice ale Bi-2223, atunci când nanoparticulele de grafen sunt integrate în folosind o nouă metodă de co-precipitare”, explică prof. Miryala.
Acest studiu a fost publicat în Nanomaterials. Este în colaborare cu Abdullah Siti Nabilah, Nursyahirah Kamarudin Aliah, Soo Kien Chen, Kean Pah Lim, Abdul Karim Muhammad Khalis și Shaari Abdul Halim de la Universiti Putra Malaysia, Abidin Talib Zainal de la Universitatea Națională Jeonbuk, Baqiah Hussein de la Universitatea Dezhou, și Hashim Azhan și Ermiza Suhaimi Nurbaisyatul de la Universiti Teknologi MARA Pahang.
Deoarece grafenul posedă proprietăți electrice, mecanice și chimice excelente și atât grafenul, cât și Bi-2223 sunt cultivate ca microstructuri asemănătoare foilor, nanoparticulele de grafen sunt destul de atrăgătoare ca aditivi.
Echipa a examinat formarea fazei și structurile cristaline ale diferitelor probe de Bi-2223 cu nanoparticule de grafen de 0,3, 0,5 și, respectiv, 1,0 procente în greutate, folosind difracția de raze X (XRD), și le-a comparat cu cele ale unui eșantion pur. Ei au investigat, de asemenea, temperatura critică a probelor folosind o metodă numită susceptometrie cu curent alternativ (ACS).
Rezultatele XRD au arătat că o fază primară Bi-2223 și o fază secundară Bi-2212, un alt BSCCO, au dominat mostrele. În plus, fracția de volum constituită de faza Bi-2223 a fost mai mare pentru probele cu 0,3 și 0,5 procente în greutate grafen și puțin mai mică pentru proba care conține 1,0 procente în greutate grafen.
În plus, analiza ACS a relevat că debutul temperatura critică, temperatura de blocare a fazei și temperatura de vârf de cuplare — măsurători ale abilităților supraconductoare — au scăzut odată cu creșterea adăugării de grafen.
Interesant, proba cu 1,0 procente în greutate de grafen a arătat cea mai mare densitate de curent critic și poseda microstructura cel mai bine aliniată pentru formarea supraconductorilor Bi-2223. „Aceste rezultate sugerează că adăugarea de nanoparticule de grafen, care acționează ca impurități, are potențialul de a spori densitatea actuală a supraconductorilor Bi-2223”, spune prof. Miryala.
Explicând potențialele aplicații viitoare ale supraconductorilor Bi-2223 cu densitate de curent îmbunătățită, prof. Miryala adaugă: „Acești supraconductori au potențialul de a facilita diverse domenii, cum ar fi imagistica RMN, generarea și distribuția energiei, energie regenerabilă. integrare, transport și aerospațial, acceleratoare de particule, electronică și calcul cuantic, durabilitate ecologică, procese industriale și de producție și sensibilizare educațională și științifică.”
Comentarii:
Adauga Comentariu