Кто бы мог подумать, что эксперимент с грифелем и скотчем однажды приведёт к открытию чуть ли не философского камня современной науки. Шутка, конечно, и эксперимент там всё же был не на коленке, и про философский камень здесь в том контексте, что куда этот самый графен только не пригодился. Он всплывает в самых разных областях. Вот например его решили добавить в структуру высокотемпературного сверхпроводника, чтобы увеличить один из его очень важных параметров - критическую плотность тока.
Обычно сверхпроводники имеют критическую температуру, близкую к абсолютному нулю, но существует класс сверхпроводников, известных как высокотемпературные сверхпроводники (ВТСП), у которых критическая температура выше 77 Кельвинов - температуры кипения жидкого азота.
Одним из классов ВТСП является оксид висмута, стронция, кальция и меди, известный как BSCCO. Этот материал широко изучается и применяется в машиностроении, медицинском оборудовании, горнодобывающей промышленности и транспортных системах. Внутри класса BSCCO особенно интересен состав, известный как Bi-2223 (формулу писать не буду, она страшная), который обладает самой высокой критической температурой сверхпроводимости.
Однако сверхпроводник Bi-2223 имеют серьезные недостатки: низкая критическая плотность тока, слабое прикрепление магнитного потока и сложный процесс синтеза. Для преодоления этих ограничений группа исследователей под руководством профессора Муралидхара Мирьялы из Лаборатории материалов для энергетики и окружающей среды сверхпроводящих материалов Технологического института Шибауры и профессора Аванга Кечика Мохда Мустафы с кафедры физики естественного факультета Университета Путра Малайзии исследовали возможность улучшения сверхпроводящих свойств Bi-2223 путем добавления наночастиц графена.
Поскольку графен и Bi-2223 имеют пластинчатую микроструктуру, добавление наночастиц графена для получение слоистой структуры представляется многообещающим подходом. Команда исследовала фазообразование и кристаллические структуры различных образцов Bi-2223 с содержанием графеновых наночастиц 0,3, 0,5 и 1,0% соответственно, с помощью рентгеновской дифракции (XRD) и сравнила их с образцами чистого образца. Они также исследовали критическую температуру образцов, используя метод, называемый сусцептометрией переменного тока.
Интересно, что образец с 1,0%-м содержанем графена показал самую высокую плотность критического тока и обладал микроструктурой, наиболее приспособленной для формирования сверхпроводников Bi-2223. «Эти результаты позволяют предположить, что добавление наночастиц графена, действующих как примеси, может повысить плотность тока сверхпроводников Bi-2223», — говорит профессор Мирьяла.
Объясняя потенциальные будущие применения сверхпроводников Bi-2223 с повышенной плотностью тока, профессор Мирьяла добавляет: «Эти сверхпроводники обладают потенциалом для облегчения работы в различных областях, таких как МРТ, производство и распределение энергии, интеграция возобновляемых источников энергии, транспорт и аэрокосмическая промышленность, ускорители частиц, электроника и квантовые вычисления, экологическая устойчивость, промышленные и производственные процессы, а также образовательная и научная деятельность».
Источник:
Сити Набила Абдулла и др., Микроструктура и сверхпроводящие свойства Bi-2223, синтезированного методом соосаждения: эффекты добавления наночастиц графена (Siti Nabilah Abdullah et al, Microstructure and Superconducting Properties of Bi-2223 Synthesized via Co-Precipitation Method: Effects of Graphene Nanoparticle Addition), Наноматериалы (2023). DOI: 10.3390/nano13152197
Благодарю за чтение! Если понравилась статья, то предлагаю подписаться, будет ещё много таких. Есть мысли по предмету статьи и не только - приглашаю в комментарии. Также, если интересно, можете ознакомиться со страницами нашего проекта на других платформах, ссылки найдёте в описании канала. Кроме того, у меня есть страница на сервисе поддержки авторов Бусти, просто сообщаю, поддержка - дело добровольное, ссылка так же в описании канала.
