Ny supraledare av järn <br></br>kan ge supermagneter

2008-05-30 16:00  

Nyupptäckta så kallade supraledande material, baserade på järn, kan ge rekordstarka magneter. Det kan innebära billigare och bättre magnetkameror. Och kanske fler svävande magnettåg.

Nya framsteg hos forskare i Japan, Kina och senast USA har bokstavligt talat höjt tempen inom supraledarforskningen de senaste veckorna.

Med ännu ett par steg framåt kan det innebära att så kallade MR-kameror, som används likt röntgen på sjukhus, kan bli mindre och mer lätthanterade med hjälp av starkare elektromagneter. MR står för magnetresonans, och MR-avbildning av kroppens inre är det enda hittills riktigt stora användningsområdet för supraledare.

Området har tidigare gett en rad nobelpris men hittills få praktiska användningsområden. Men i de nya försöken har järnbaserade material visat sig fungera i starka magnetfält, i relativt höga temperaturer.

Till de möjliga framtidstillämpningarna, som också kan få en puff framåt av genombrottet, hör användning i svävande tåg som pendeltåget i Shanghai. Där är de nödvändiga elektromagneternas vikt något som slukar energi när tåget accelererar. Supraledare skulle kraftigt kunna få ned storleken på magneterna ifall kylningen kunde lösas.

Klarar rekordkraftig magnetism

Det nya genombrottet började i april, när forskare i Tokyo meddelade att de lyckats höja den temperatur där deras järnbaserade material blir supraledande.

Nu hade det japanska forskarlaget nått upp till –230 grader, kallt för dig och mig men varmt för supraledarforskare. Molekyllager av järnarsenid, varvade med skikt av lantanoxid kryddad med fluoratomer – så såg deras recept ut. Eller uttryckt på kemiska: LaOxF1-xFeAs.

Snart meddelade kinesiska forskare att de skruvat upp temperaturen för materialet ytterligare 11 grader. Och forskare i USA konstaterade att materialet pallar för kraftigare magnetfält än vad som varit möjligt tidigare: 45 tesla. Det är en miljon gånger starkare än jordens magnetfält, det som vrider kompassnålar. Vid magnetfält över en viss styrka kraschar supraledningen, Det kallas quenching och kan vålla explosionsartad värmeutveckling i ledaren.

Motståndet försvinner vid hundratals minusgrader

Supraledare är material där det elektriska motståndet försvinner helt, men de måste vara kylda under en viss temperatur som ofta är nära den absoluta nollpunkten –273 grader celsius, 0 kelvin.

I dem kan stora strömmar passera utan att energi går till spillo som värme.

Runt de stora strömmarna bildas magnetiska fält som kan användas för exempelvis så kallade magnetresonansbilder av kroppens inre. De har vissa fördelar framför alternativa tekniker som röntgen och datortomografi.

Det låga motståndet skulle kunna göra att enorma strömmar kan passera genom relativt små ledare i kraftstationer och transformatorer. Många års försök har dock hittills inte lett till kommersiell tillämpning. Kylningen är för bökig där.

Av de supraledande materialen fungerar de flesta bara mycket nära den absoluta nollpunkten. Men vissa fungerar vid högre temperaturer. De kommersiellt intressanta är framför allt de som nöjer sig med flytande kväve för kylningen. Kvävet ”kokar” vid 77 kelvin, –196 grader celsius. Hittills är det bara vissa kemiska föreningar av kopparoxid som använts som supraledare vid så höga temperaturer, men nu väcks hopp om att även de nya järnbaserade materialen ska klara kvävekylningströskeln.

Alexander Kristofersson

Mer om: Magnetkamera MRI

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt

Läs mer