Optymalizacja nowych materiałów nadprzewodzących
Wyjątkowe właściwości nadprzewodników, zwłaszcza brak oporności elektrycznej (prawie doskonałe przewodnictwo), czyni je atrakcyjnymi dla wielu rozmaitych tak istniejących, jak i przyszłych zastosowań. Nadprzewodniki konwencjonalne uzyskują swoje specjalne właściwości, kiedy zostaną schłodzone do temperatury bliskiej zera absolutnego w skali Kelwina w wyniku chłodzenia przy użyciu kosztownej cieczy kriogenicznej (jak ciekły azot lub hel). Z kolei nadprzewodniki wysokotemperaturowe (HTS) przejawiają te właściwości przy relatywnie wysokich temperaturach – wciąż bardzo niskich, jednak znacznie wyższych w stosunku do tych wymaganych przez konwencjonalne materiały nadprzewodzące. Podczas gdy HTS eliminują potrzebę prowadzenia kosztownych procedur chłodzących, jednym głównym minusem jest łamliwość wykorzystywanych do ich budowy materiałów. Utrudnia to produkcję elastycznych kabli, zwiększa też koszty siły roboczej oraz koszty wynikające ze strat materiałowych. Wiele entuzjazmu wzbudza dwuborek magnezu (MgB2), odkryty niedawno materiał nadprzewodzący o najwyższej znanej temperaturze przemiany (w której staje się nadprzewodzący). MgB2 ma szansę stać się preferowanym materiałem nadprzewodzącym w licznych zastosowaniach pola magnetycznego średniego zasięgu, jak obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (MRI). Firmy europejskie już teraz odgrywają dominującą rolę w MRI, a wykorzystanie niskonakładowego MgB2 mogłoby znacząco zwiększyć konkurencyjność Europy na dużym rynku globalnym. Dodatkowo, sektor energetyczny, a zwłaszcza ten związany z ciekłym wodorem, mógłby posunąć się znacznie naprzód dzięki korzyściom finansowym, środowiskowym i funkcjonalnym uzyskanym w wyniku zastosowania MgB2. Naukowcy europejscy zainicjowali projekt Hipermag, aby zmaksymalizować wydajność MgB2 i w ten sposób zwiększyć komercyjne zastosowanie tego związku i penetrację rynku. Naukowcy z powodzeniem zoptymalizowali mikrostrukturę proszków prekursorowych, ukazując zwiększone właściwości nadprzewodzenia wzbogaconych węglem prekursorów i przewodów w skali nano (taśmy wielowłókienkowe). Następnie stworzyli techniki przetwarzania proszków prowadzące do opracowania przewodników wielowłókienkowych obudowanych metalicznymi osłonkami. Materiały te zapewniły zwiększoną stabilność mechaniczną, jakiej dotychczas brakowało. Naukowcy poprawili także zdolności przewodzenia prądu, wykorzystując szereg mikroskopowych i spektroskopowych technik na rzecz określenia preferowanej orientacji krystalitów MgB2. Dokonali też oceny stabilności nadprzewodników w polach magnetycznych, wyjaśniając nowe wyniki eksperymentalne przy użyciu opisów teoretycznych. MgB2 to intrygujący materiał nadprzewodzący o wielu potencjalnych zastosowaniach. Ograniczenia w zakresie jego komercyjnego wykorzystania udało się częściowo pokonać dzięki badaniom przeprowadzonym przez konsorcjum Hipermag. Materiał ten znajdzie przyszłe zastosowanie w obrazowaniu medycznym i energii odnawialnej.
