Cos'è un filo superconduttore?

Un materiale superconduttivo è uno che, al di sotto di una certa temperatura molto bassa, non ha alcuna resistenza elettrica.Un filo superconduttore, quindi, è una lunghezza di filo a base di materiali superconduttivi.Mentre la maggior parte dei fili sono realizzati con metalli flessibili, alcuni dei migliori materiali per i superconduttori sono fragili, quindi devono essere imballati in polvere in un tubo per essere utilizzati.Il filo superconduttore è utile perché consente una densità di corrente più elevata rispetto ai fili tradizionali.Proprio come altri superconduttori, tuttavia, il filo superconduttore richiede temperature molto basse per funzionare e il processo di refrigerazione può essere piuttosto costoso.

La densità di corrente elevata è una delle principali considerazioni nella progettazione di circuiti ed è molto importante nella progettazione di piccoli chip integrati per portatilidispositivi elettronici.La densità di corrente può essere semplicemente descritta come la densità della carica elettrica che scorre attraverso un materiale conduttore.La maggior parte dei tipi di conduttori, a causa della resistenza elettrica, rilascia molta calore a densità di corrente particolarmente elevata.Il filo superconduttore, d'altra parte, non ha una resistenza elettrica, quindi il rilascio di calore in eccesso non è un problema.Il filo superconduttore può, tuttavia, generare livelli di densità di corrente così elevati da generare un campo magnetico che può avere un effetto deleterio sulla superconduttività.

Una delle principali sfide per l'implementazione con successo dei fili superconduttivi è la necessità di temperature estremamente basse.I materiali superconduttivi perdono la loro superconduttività e iniziano ad avere una resistenza elettrica al di sopra di una certa temperatura di soglia, quindi è essenziale che i materiali siano mantenuti al di sotto di quella temperatura.Molti tipi di filo superconduttore devono essere mantenuti a temperature ben al di sotto di 30 Kelvin (-406 e deg; F), che richiedono l'uso di elio liquido o azoto liquido.Alcuni tipi di superconduttori, in un fenomeno noto come superconduttività ad alta temperatura, possono funzionare a temperature fino a 125 Kelvin (-235 Deg; F).Il raffreddamento di tali materiali superconduttivi, sebbene non sia ancora un compito semplice, è meno costoso della gestione delle temperature estremamente basse necessarie per gli altri.

Sfortunatamente, è abbastanza difficile trasformare molte forme di superconduttori, in particolare i superconduttori a temperatura ad alta temperatura, in superconduttori superconduttori.Molti materiali superconduttori ad alta temperatura sono piuttosto fragili, quindi non è plausibile sviluppare in fili flessibili tipici.È spesso necessario riempire un tubo con una forma di polvere del materiale superconduttore.In molti casi, la polvere è racchiusa in una qualche forma di metallo, riscaldata e compressa in un filo largo e piatto.Tale filo superconduttore manca della flessibilità del filo tradizionale ma può essere comunque abbastanza utile.