היתרונות והחסרונות של מוליכי-על

תוֹכֶן

• יתרון 1: שינוי רשת החשמל
• יתרון 2: שיפור טלקומוניקציה רחבה-פס
• יתרון 3: סיוע באבחון רפואי
• חסרונות של מוליכי-על

רוב החומרים שאנשים משתמשים בהם הם מבודדים, כמו פלסטיק, או מוליכים, כמו סיר אלומיניום או כבל נחושת. מבודדים מראים עמידות גבוהה מאוד לחשמל. מוליכים כמו נחושת מראים התנגדות מסוימת. סוג אחר של חומרים אינו מראה עמידות כלל כאשר הוא מקורר לטמפרטורות נמוכות מאוד, קר יותר מהמקפיא העמוק הקריר ביותר. הם נקראו מוליכי-על, והם התגלו בשנת 1911. כיום הם חוללים מהפכה ברשת החשמל, טכנולוגיית הטלפון הסלולרי ואבחון רפואי. מדענים עובדים כדי לגרום להם להופיע בטמפרטורת החדר.

יתרון 1: שינוי רשת החשמל

רשת החשמל היא מההישגים ההנדסיים הגדולים ביותר של המאה העשרים. עם זאת, הביקוש עומד להציף אותה. לדוגמא, ההאפלה בצפון אמריקה משנת 2003, שנמשכה כארבעה ימים, השפיעה על למעלה מ -50 מיליון בני אדם וגרמה להפסד כלכלי של כ -6 מיליארד דולר. טכנולוגיית מוליכי-על מספקת חוטים וכבלים חסרי אובדן ומשפרת את האמינות והיעילות של רשת החשמל. מתבצעות תוכניות להחליף עד 2030 את רשת הכוח הנוכחית ברשת מוליכת-על. מערכת כוח מוליכת-על תופסת פחות נדל"ן ונקברת באדמה, שונה בתכלית מקווי הרשת של ימינו.

יתרון 2: שיפור טלקומוניקציה רחבה-פס

טכנולוגיית טלקומוניקציה רחבת פס, הפועלת בצורה הטובה ביותר בתדרי גיגה הרץ, שימושית מאוד לשיפור היעילות והאמינות של הטלפונים הסלולריים. תדרים כאלה קשים מאוד להשגה באמצעות מעגלים מבוססי מוליכים למחצה. עם זאת, הם הושגו בקלות על ידי מקלט מבוסס מוליך-על-גבי Hypress, בטכנולוגיה המכונה קוונט-פלקס מהיר יחיד, או מקלט מעגל משולב RSFQ. זה פועל בעזרת מכשיר קירור ל -4 קלווין. טכנולוגיה זו מופיעה במגדלי משדר מקלטים רבים.

יתרון 3: סיוע באבחון רפואי

אחד היישומים הגדולים הראשונים של מוליכות העל הוא באבחון רפואי. הדמיית תהודה מגנטית, או MRI, משתמשת במגנטים מוליכים-עוצמה חזקים כדי לייצר שדות מגנטיים גדולים ואחידים בגוף המטופלים. סורקי MRI, המכילים מערכת קירור הליום נוזלית, מראים כיצד השדות המגנטיים הללו משתקפים על ידי איברים בגוף. המכונה מייצרת בסופו של דבר תמונה. מכונות MRI עדיפות על טכנולוגיית הרנטגן בייצור אבחנה. פול ליוטרבור וסר פיטר מנספילד זכו בפרס נובל לפיזיולוגיה או ברפואה משנת 2003, "על תגליותיהם הנוגעות להדמיית תהודה מגנטית", העומדים בבסיס המשמעות של MRI, ובמשתמע מוליכי-על, לרפואה.

חסרונות של מוליכי-על

מוליכים-על-מוליכים-על רק כאשר נשמרים מתחת לטמפרטורה נתונה המכונה טמפרטורת המעבר. עבור מוליכי-על מעשיים ידועים כיום, הטמפרטורה נמוכה בהרבה מ- 77 קלווין, הטמפרטורה של חנקן נוזלי. שמירתם מתחת לטמפרטורה זו כרוכה בהרבה טכנולוגיה קריוגנית יקרה. לפיכך, מוליכי-על עדיין לא מופיעים ברוב האלקטרוניקה היומיומית. מדענים עובדים על תכנון מוליכי-על שיכולים לפעול בטמפרטורת החדר.