Ottimizzazione di un nuovo materiale superconduttore
L'esclusiva proprietà dei superconduttori, fondamentalmente la mancanza di resistenza al flusso di corrente (conduttività quasi ideale), li rende attraenti per una gran varietà di applicazioni presenti e future. I superconduttori convenzionali acquisiscono le loro speciali proprietà quando superraffreddati a temperature vicine allo zero assoluto Kelvin con liquido criogenico (come azoto liquido o elio). I superconduttori a temperature elevate (HTS), d'altro canto, mostrano queste proprietà a temperature relativamente elevate, molto fredde ma molto meno relative ai materiali superconduttori convenzionali. Mentre gli HTS eliminano il bisogno di procedure di raffreddamento dispendiose, uno dei principali svantaggi è rappresentato dalla fragilità dei materiali associati. Questo rende difficile la produzione di cavi flessibili, aumentando i costi di manodopera e il materiale di rifiuto. Il diboruro di magnesio (MgB2), un materiale superconduttore con la temperatura di transizione conosciuta più elevata (alla quale diventa superconduttore), ha generato molto entusiasmo. L'MgB2 potrebbe diventare il materiale superconduttore di prima scelta in numerose applicazioni magnetiche a medio campo come l'imaging della risonanza magnetica (MRI). Le aziende europee giocano già un ruolo dominante nell'MRI, e l'utilizzo di MgB2 a basso costo potrebbe migliorare sostanzialmente la competitività europea in un mercato globale di grandi dimensioni. Inoltre, il settore energetico, in particolare relativo all'azoto liquido, potrebbe avanzare considerevolmente grazie ai vantaggi finanziari, ambientali e di funzionalità garantiti dall'uso di MgB2. I ricercatori dell'UE hanno avviato il progetto Hipermag per migliorare le prestazioni di MgB2 e di conseguenza aumentare l'applicabilità commerciale e la penetrazione sul mercato. I ricercatori hanno ottimizzato con successo la microstruttura delle polveri dei precursori, dimostrando le proprietà superconduttrici migliorate dei precursori nanodimensionati carbonio-drogati e dei cavi (nastri monofilamentari). Hanno quindi sviluppato tecniche di elaborazione delle polveri che causano lo sviluppo di conduttori multifilamentari alloggiati in guaine metalliche. I materiali hanno fornito la stabilità meccanica migliorata che è mancata finora. I ricercatori hanno inoltre migliorato le capacità attuali di trasporto, impiegando una gran varietà di tecniche microscopiche e spettroscopiche per stabilire l'orientamento preferito dei cristalliti di MgB2. Infine, hanno valutato la stabilità dei superconduttori in campi magnetici, spiegando i nuovi risultati sperimentali con descrizioni teoriche. L'MgB2 è un materiale superconduttore interessante con numerosi usi potenziali. Le limitazioni al suo sfruttamento commerciale sono state superate parzialmente tramite la ricerca eseguita dal consorzio Hipermag. Le future applicazioni includono l'imaging medico e l'energia rinnovabile.
