LK-99, der bahnbrechende Raumtemperatur- und Umgebungsdruck-Supraleiter, der von südkoreanischen Physikern entwickelt wurde, hat das Potenzial, die Elektrizitäts- und Elektronikindustrie zu revolutionieren, indem er die Übertragung von Elektrizität ermöglicht widerstandslos, was zu beispielloser Effizienz und technologischen Fortschritten führt. Der Raumtemperatur-Umgebungsdruck-Supraleiter ist eines der gefragtesten Materialien der Wissenschaft. Eine Entdeckung, die eine widerstandslose Übertragung von Elektrizität ermöglicht, könnte die Elektrizitäts- und Elektronikindustrie verändern und Effizienz und Technologie steigern.
Bevor man Supraleiter bei Raumtemperatur und Umgebungsdruck versteht, muss man die Supraleitung verstehen. Elektronen treffen auf Atome in einem typischen leitfähigen Material, was zu Widerstand, Wärmeableitung und Energieverlust führt. Supraleitung ist faszinierend. Elektronen bilden Paare und bewegen sich bei nahezu absolutem Nullpunkt frei durch das Material, wobei sie Elektrizität ohne Verlust leiten. Dieser geringe Widerstand ermöglicht eine nahezu perfekte Energieübertragung.
Aufgrund ihrer extrem kalten Temperaturen waren Supraleiter bisher auf spezialisierte Industriezweige beschränkt. In den späten 1980er Jahren “hohe Temperatur„Es wurden Supraleiter entdeckt, die bei Temperaturen von flüssigem Stickstoff arbeiten können. Allerdings waren diese Hochtemperatur-Supraleiter für den Einsatz zu spröde.
LK-99: Der erste Raumtemperatur-Supraleiter, den das koreanische Team vorgestellt hat
Die Suche nach einem Material, das bei normaler Temperatur und normalem Atmosphärendruck supraleitend werden kann, war der heilige Gral der Supraleitung. Die jüngste Behauptung des koreanischen Teams Die Tatsache, dass sie den ersten Supraleiter entwickelt haben, der bei Raumtemperatur und Atmosphärendruck arbeitet, eröffnet bisher unvorstellbare Möglichkeiten für Technologie und Wissenschaft.
Das Forscherteam aus Südkorea präsentierte LK-99, eine bahnbrechende Substanz, die durch eine Festkörperreaktion zwischen Kupferphosphid entsteht (Cu3P) und Lanarkit (Pb2SO5). Aufgrund seiner speziellen modifizierten Blei-Apatit-Struktur kann LK-99 die Supraleitung bei Raumtemperatur und Atmosphärendruck bewahren und zeigen. Es ist bemerkenswert, dass die Supraleitung von LK-99 durch eine winzige Strukturverzerrung erzeugt wird, die durch eine winzige Volumenkontraktion verursacht wird, die durch den Ersatz von Cu2+-Ionen durch Pb2+-Ionen im isolierenden Netzwerk von Pb(2)-Phosphat verursacht wird. Die zylindrische Säulenschnittstelle von LK-99 entwickelt aufgrund dieser strukturellen Verzerrung supraleitende Quantentöpfe (SQWs).
Die Forscher veranschaulichten in ihren Preprint-Artikeln mehrere supraleitende Eigenschaften von LK-99. Einer Studie zufolge ist die kritische Temperatur (Tc) von LK-99 höher als 400 K (127 °C), was darauf hinweist, dass bei Umgebungstemperatur Supraleitung erreicht werden kann. Weitere Beweise für die Supraleitung lieferten die Beobachtungen des Teams, dass der elektrische Widerstand in der Umgebung deutlich abnahm 378 K (220°C) und ein Widerstand nahe Null um 333 K (140°C). Den Meissner-Effekt, ein Zeichen der Supraleitung, konnten die Forscher auch demonstrieren, als LK-99 eine Levitation zeigte, wenn es an einen Magneten gehalten wurde.
LK-99 begeisterte und alarmierte Wissenschaftler
Es wurden Supraleiter angekündigt, die bei Umgebungsdruck und Raumtemperatur arbeiten, was für große Aufregung sorgte. Diese Materialien haben ein breites Spektrum an Einsatzmöglichkeiten und könnten in vielen Bereichen revolutionäre Verbesserungen bewirken.
Zu den Optionen gehören:
- Batterien, die viel effektiver sind.
- Atomcomputer.
- Speicherung erneuerbarer Energiequellen.
- Fahrzeuge für die Luft, See und Land gewinnen an Leistung und Reichweite.
- Unglaublich schnelle Magnetzüge.
- Verbesserte Effizienz der Energieverteilung.
Lass uns genauer hinschauen. Sollen wir?
Batterien, die viel effektiver sind
Der Raumtemperatur-Supraleiter LK99 hat das Potenzial, die Batterietechnologie zu verändern. Seine Anwendung in Batterien kann zu Batterien mit einer viel besseren Energiespeicherkapazität und kürzeren Ladezeiten für eine Vielzahl von Geräten führen, darunter Elektrofahrzeuge, Computer und Smartphones. Dies würde den täglichen Gebrauch verbessern, indem zuverlässigere und langlebigere Energiequellen bereitgestellt würden.
Atomcomputer
Die Entwicklung von LK99 könnte einen bedeutenden Fortschritt im Quantencomputing darstellen. Die für die Durchführung komplizierter Berechnungen notwendigen fragilen Quantenzustände müssen erzeugt und aufrechterhalten werden, was nur mit supraleitenden Materialien möglich ist. Wenn sich herausstellt, dass LK99 ein bei Raumtemperatur funktionsfähiger Supraleiter ist, könnte dies die Tür für breiter verfügbare und nützlichere Quantencomputer öffnen und eine schnellere und leistungsfähigere Datenverarbeitung für eine Vielzahl von Unternehmen ermöglichen.
Speicherung erneuerbarer Energiequellen
Erneuerbare Energiequellen wie Sonne und Wind liefern häufig sporadisch Strom. Aufgrund des Potenzials von LK99 als Raumtemperatursupraleiter könnte überschüssige Energie in Zeiten hoher Produktion effektiv gespeichert werden. Daher wäre es möglich, diese gespeicherte Energie in Zeiten geringer Energieproduktion freizugeben, um eine stetige und kontinuierliche Versorgung mit erneuerbarer Energie aufrechtzuerhalten und es einfacher zu machen, sich für den täglichen Strombedarf auf saubere Energiequellen zu verlassen.
Fahrzeuge für die Luft, See und Land gewinnen an Leistung und Reichweite
Der Transport könnte sich durch den Einsatz von LK99 in Elektromotoren und Antriebssystemen erheblich weiterentwickeln. Die Leistung und Energieeffizienz von Elektrofahrzeugen (EVs), Flugzeuge, Schiffe und Züge könnten erhöht werden. Mit LK99 könnten Elektrofahrzeuge schneller aufgeladen werden und größere Reichweiten haben, was sie für den Alltagsverkehr nützlicher machen und den CO2-Ausstoß verringern würde.
Unglaublich schnelle Magnetzüge
Mit LK99, Magnetschwebebahn (Magnetschwebebahn) Züge, die derzeit mit bemerkenswerten Geschwindigkeiten fahren, könnten noch größere Fortschritte machen. Der Supraleiter könnte es Magnetschwebebahnen ermöglichen, schneller zu fahren und den täglichen Transport für Passagiere in Ballungsräumen zu verbessern, indem er den Energieverlust beim Antrieb minimiert.
Verbesserte Effizienz der Energieverteilung
Der Einsatz von LK99 in Übertragungsnetzen für elektrische Energie könnte die Energieverluste bei der Fernverteilung drastisch reduzieren. Eine stabilere Strominfrastruktur und niedrigere Stromrechnungen als Ergebnis dieser verbesserten Effizienz würden sowohl Haushalten als auch Unternehmen zugute kommen, die täglich Strom verbrauchen.
Es ist unbedingt zu betonen, dass die oben genannten Anwendungsbereiche völlig spekulativ sind und noch keine Zustimmung der wissenschaftlichen Gemeinschaft erhalten haben. Ein Raumtemperatur-Supraleiter ähnlich LK99 wurde bisher noch nicht konzipiert oder realisiert, und sein Potenzial sowie seine praktischen Anwendungen sind noch unbekannt.
Allerdings kann in der Hochstimmung auch Zynismus stecken. Zum Thema Supraleitung wurden bereits viele Behauptungen über Raumtemperatur-Supraleiter aufgestellt, die jedoch nie einer genauen Prüfung unterzogen wurden. Die wissenschaftliche Gemeinschaft ist immer noch zögerlich und fordert eine zusätzliche Überprüfung der Ergebnisse des koreanischen Teams. Um die Gültigkeit ihrer Ergebnisse zu beweisen, sind Peer-Review-Studien und unabhängige Replikation der Ergebnisse wichtig.
Kennen Sie Overflow AI?
Hervorgehobener Bildnachweis: Hal Gatewood/Unsplash.
Source: Revolutionärer Durchbruch: LK-99-Supraleiter bei Umgebungsdruck entdeckt