Vật liệu siêu dẫn mới đầy triển vọng

Hình ảnh dòng điện đi qua chất siêu dẫn.

Kết quả nghiên cứu độc lập của các nhà khoa học Anh, Mỹ, Nga cho thấy: Magnesium diboride đang nổi bật lên như một loại chất siêu dẫn rất tốt và rẻ, có thể được áp dụng để truyền tải dòng điện có hiệu điện thế và từ trường cao.

Theo PhysicWeb ngày 2/6, kết quả trên được đưa ra chưa đầy 5 tháng sau khi một nhóm nghiên cứu Nhật Bản phát hiện khả năng dẫn điện siêu việt của magnesium diboride (một hợp chất đơn giản của magiê). Từ hợp chất này, ba nhóm khoa học Anh, Mỹ, Nga đã sản xuất ra những màng mỏng và dây dẫn, có khả năng truyền tải dòng điện có hiệu điện thế cao mà không gặp một chút trở kháng nào.

Phát hiện mở ra khả năng sử dụng chất liệu mới để làm dây dẫn điện, tránh thất thoát trong quá trình truyền tải.

Ngoài ra, trong khi vật liệu siêu dẫn thông thường chỉ có thể hoạt động ở nhiệt độ rất thấp, thì nhiệt độ chuyển đổi của magnesium diboride là 38 độ K (tương đương - 235,15 độ C), gần như gấp đôi bất kỳ chất siêu dẫn kim loại nào.

Mặc dù vậy, magnesium diboride còn một hạn chế. Ở dạng khối nguyên thủy, nó mất đi tính siêu dẫn khi tải dòng điện có hiệu điện thế lớn hay khi tiếp xúc với môi trường từ tính cao. Đó là do từ trường tạo ra các vòng xoáy trong vật liệu siêu dẫn, làm nó trở thành vật dẫn bình thường. Khi từ trường mạnh, các vòng xoáy trải dài hết vật dẫn, khiến cho toàn bộ khả năng siêu dẫn biến mất. Hơn nữa, bản thân dòng điện trong dây dẫn cũng đẩy các vòng xoáy, tạo ra sự cọ sát trong mạng nguyên tử và vì thế gây ra trở kháng.

Tuy nhiên, có thể khắc phục trở kháng này bằng cách tạo ra những điểm lõm trong vật liệu, giúp phá vỡ và ngăn cản sự chuyển dịch của các vòng xoáy.

Hiện tại, ba nhóm khoa học đang nghiên cứu việc phá vỡ vòng xoáy để tối đa hoá khả năng chịu từ của vật liệu khi ở trạng thái siêu dẫn.

Văn Bình