เนื้อหา

• ข้อได้เปรียบที่ 1: การเปลี่ยนตารางพลังงาน
• ข้อได้เปรียบที่ 2: การปรับปรุงการสื่อสารโทรคมนาคมแบบบรอดแบนด์
• ข้อได้เปรียบที่ 3: ความช่วยเหลือในการวินิจฉัยทางการแพทย์
• ข้อเสียของตัวนำยวดยิ่ง

วัสดุส่วนใหญ่ที่ผู้คนใช้แบ่งระหว่างฉนวนเช่นพลาสติกหรือตัวนำเช่นหม้ออลูมิเนียมหรือสายทองแดง ฉนวนมีความต้านทานต่อไฟฟ้าสูงมาก ตัวนำเช่นทองแดงมีความต้านทานบางอย่าง วัสดุอีกประเภทหนึ่งไม่มีความต้านทานเลยเมื่อทำให้เย็นลงที่อุณหภูมิต่ำมากเย็นกว่าช่องแช่แข็งที่เย็นที่สุด เรียกว่าตัวนำยิ่งยวดพวกมันถูกค้นพบในปี 2454 วันนี้พวกมันกำลังปฏิวัติกริดพลังงานเทคโนโลยีโทรศัพท์มือถือและการวินิจฉัยทางการแพทย์ นักวิทยาศาสตร์กำลังดำเนินการเพื่อให้พวกมันทำงานได้ในอุณหภูมิห้อง

ข้อได้เปรียบที่ 1: การเปลี่ยนตารางพลังงาน

กริดไฟฟ้าเป็นหนึ่งในความสำเร็จที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของวิศวกรรมในศตวรรษที่ 20 อย่างไรก็ตามความต้องการกำลังจะท่วมท้น ตัวอย่างเช่นเหตุการณ์ไฟดับในปี 2546 ในสหรัฐอเมริกาซึ่งกินเวลาประมาณสี่วันส่งผลกระทบต่อผู้คนมากกว่า 50 ล้านคนและก่อให้เกิดความสูญเสียทางเศรษฐกิจประมาณ 13 พันล้านเรียล เทคโนโลยีตัวนำยวดยิ่งช่วยลดการสูญเสียสายไฟและสายเคเบิลและเพิ่มความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพของสายไฟ กำลังมีแผนจะแทนที่กริดปัจจุบันด้วยกริดตัวนำยิ่งยวด ระบบพลังงานตัวนำยวดยิ่งใช้พื้นที่น้อยกว่าและถูกฝังอยู่ในพื้นดินค่อนข้างแตกต่างจากเครือข่ายในปัจจุบัน

ข้อได้เปรียบที่ 2: การปรับปรุงการสื่อสารโทรคมนาคมแบบบรอดแบนด์

เทคโนโลยีโทรคมนาคมแบบบรอดแบนด์ซึ่งทำงานได้ดีที่สุดในความถี่กิกะเฮิรตซ์มีประโยชน์อย่างมากในการปรับปรุงประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของโทรศัพท์มือถือ ความถี่เหล่านี้ทำได้ยากมากโดยตัวรับตัวนำยิ่งยวดไฮเปอร์สโดยใช้เทคโนโลยีที่เรียกว่า fast single flow quantum (RSFQ) ซึ่งเป็นตัวรับวงจรรวม มันทำงานด้วยความช่วยเหลือของเครื่องทำความเย็นแบบแช่แข็ง 4 เคลวิน เทคโนโลยีนี้ปรากฏในเสาส่งสัญญาณมือถือหลายแห่ง

ข้อได้เปรียบที่ 3: ความช่วยเหลือในการวินิจฉัยทางการแพทย์

หนึ่งในการประยุกต์ใช้ตัวนำยิ่งยวดขนาดใหญ่ครั้งแรกคือในการวินิจฉัยทางการแพทย์ การถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็กหรือ MRI ใช้แม่เหล็กตัวนำยิ่งยวดที่แข็งแกร่งเพื่อสร้างสนามแม่เหล็กขนาดใหญ่ที่สม่ำเสมอภายในร่างกายของผู้ป่วย เครื่องสแกน MRI ซึ่งมีระบบระบายความร้อนด้วยฮีเลียมเหลวจะรับว่าสนามแม่เหล็กเหล่านี้สะท้อนจากอวัยวะต่างๆในร่างกายอย่างไร เครื่องท้ายสร้างภาพ เครื่อง MRI เหนือกว่าเทคโนโลยีเอ็กซเรย์ในการวินิจฉัยโรค Paul Leuterbur และ Sir. ปีเตอร์แมนส์ฟิลด์ได้รับรางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์ในปี 2546 "สำหรับการค้นพบเกี่ยวกับการถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็ก" โดยพิจารณาจากความสำคัญของ MRI และความหมายของตัวนำยิ่งยวดสำหรับการแพทย์

ข้อเสียของตัวนำยวดยิ่ง

วัสดุตัวนำยวดยิ่งจะมีตัวนำไฟฟ้าเพียงอย่างเดียวเมื่อเก็บไว้ต่ำกว่าอุณหภูมิที่กำหนดเรียกว่าอุณหภูมิการเปลี่ยนแปลง สำหรับตัวนำยิ่งยวดที่ใช้งานได้จริงที่รู้จักกันในปัจจุบันอุณหภูมิต่ำกว่า 77 เคลวินซึ่งเป็นอุณหภูมิของไนโตรเจนเหลว การทำให้อุณหภูมิต่ำกว่านั้นเกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีการแช่แข็งจำนวนมากซึ่งมีราคาแพงมาก ดังนั้นตัวนำยวดยิ่งจึงยังไม่ปรากฏในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่ในชีวิตประจำวัน นักวิทยาศาสตร์กำลังพัฒนาตัวนำยิ่งยวดที่สามารถทำงานได้ที่อุณหภูมิห้อง