Wat is een supergeleidende draad?

Een supergeleidend materiaal is er een dat onder een bepaalde zeer lage temperatuur geen elektrische weerstand heeft.Een supergeleidende draad is dan een lengte van draad gemaakt van supergeleidende materialen.Hoewel de meeste draden zijn gemaakt van flexibele metalen, zijn enkele van de beste materialen voor supergeleiders bros, dus ze moeten in poedervorm in een buis worden verpakt om te worden gebruikt.Supergeleidende draad is nuttig omdat het een hogere stroomdichtheid mogelijk maakt dan traditionele draden.Net als andere supergeleiders vereist supergeleidende draad echter zeer lage temperaturen om te functioneren, en het koelproces kan vrij duur zijn.

Hoge stroomdichtheid is een van de belangrijkste overwegingen in het circuitontwerp en is zeer belangrijk bij het ontwerpen van kleine geïntegreerde chips voor draagbaarelektronische apparaten.De stroomdichtheid kan eenvoudig worden beschreven als de dichtheid van elektrische lading die door een geleidend materiaal stroomt.De meeste soorten geleiders geven vanwege elektrische weerstand veel warmte vrij bij bijzonder hoge stroomdichtheden.Supergeleidende draad daarentegen heeft geen elektrische weerstand, dus afgifte van overtollige warmte is geen probleem.Supergeleidende draad kan echter niveaus van stroomdichtheid genereren die zo hoog zijn dat ze een magnetisch veld genereren dat een schadelijk effect kan hebben op de supergeleiding.

Een van de grootste uitdagingen om supergeleidende draden met succes te implementeren is de behoefte aan extreem lage temperaturen.Supergeleidende materialen verliezen hun supergeleiding en beginnen elektrische weerstand te hebben boven een bepaalde drempeltemperatuur, dus het is essentieel dat de materialen onder die temperatuur worden gehouden.Veel soorten supergeleidende draad moeten bij temperaturen worden bewaard ver onder de 30 kelvin (-406 deg; f), waardoor het gebruik van vloeibaar helium of vloeibare stikstof vereist is.Sommige soorten supergeleiders, in een fenomeen dat bekend staat als supergeleiding van hoge temperatuur, kunnen functioneren bij temperaturen zo hoog als 125 kelvin (-235 deg; F).Het afkoelen van dergelijke supergeleidende materialen, hoewel nog steeds geen eenvoudige taak, is minder duur dan het beheren van de extreem lage temperaturen die anderen nodig hebben.

Het is helaas vrij moeilijk om vele vormen van supergeleiders, met name supergeleiders met hoge temperatuur, om te zetten in supergeleidende draad.Veel supergeleidende materialen van hoge temperatuur zijn vrij bros, dus het ontwikkelen van typische flexibele draden is niet aannemelijk.Het is vaak nodig om een buis te vullen met een poedervorm van het supergeleidende materiaal.In veel gevallen is het poeder ingesloten in een vorm van metaal, verwarmd en gecomprimeerd in een brede, platte draad.Dergelijke supergeleidende draad mist de flexibiliteit van traditionele draad, maar kan toch behoorlijk nuttig zijn.