В последнее десятилетие стало совершенно ясно, что теоритические основы сверхпроводимости материалов не отвечают на многие вопросы, возникающие при рассмотрении большинства аспектов этого явления. Причина кризиса теории сверхпроводимости достаточно хорошо освещается в статье E. Kim, M.H.W. Chan, Nature, 2004. К сожалению, указанная статья, переведенная на русский язык, появилась в Интернет только в 2011 году.
Авторы утверждают, что наступило время уточнить некоторые модели сверхтекучести и модели электрона. В своей статье они достаточно подробно освещают выдвинутые идеи. Теория авторов и формулы для расчетов не содержат никаких эмпирических коэффициентов, в них только известные физические константы и множители учитывающие, структуру электромагнитных полей.
Исходя из своей теории, авторы создали множество квантоворазмерных электронных приборов и, что особенно важно, они описали механизм фазовых переходов 1-го и 2-го рода в конденсированном веществе. Авторы указывают, что используя их разработки можно создать принципиально новый тип аккумуляторов не на ионах, а на электронах – биэлектронные аккумуляторы [PCT / EA 02/00006 “ QUANTUM SUPER CAPACITOR “WO 03/003466,EA patent 003852 ].
Однако, вопрос о создании сверхпроводящих проводников остается открытым, теория созданная вышеуказанными авторами не в состоянии разрешить эту проблему.
Группа ученых из национального исследовательского технологического университета «МИСиС» занималась проблемой получения металлических “горячих” сверхпроводников и для контроля за стабильностью получаемых полуфабрикатов ими были созданы математические модели, определяющее микро и наноструктуру металлических материалов в процессе их деформировния [ 1-2 ]. Результаты по разработке композиционных материалов с помощью нанотехнологий были впервые доложены на международной конференции [ 3 ] в виде мультимедийного доклада “ПОЛУЧЕНИЕ ПЕРСПЕКТИВНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ С ПОМОЩЬЮ НАНОТЕХНОЛОГИЙ“.
Композиционный материал реализующий эффект сверхпроводимости, мы относим к, так называемым, многокомпонентным сплавам [ 4 ]. Основу этого сплава составляет медь высокой очистки. Это связано с тем, что до сих пор медь не удается перевести в сверхпроводящее состояние, и именно медная матрица сглаживает различные дефекты сверхпроводимости. При получении композита использовалась медь и наночастицы золота, серебра и свинца. В расплав меди добавлялись наночастицы перечисленных выше нанокомпонентов. Учитывая, что компоненты для получения сплава достаточно дорогие, для его получения использовалось малогабаритное оборудование для непрерывной разливки стали, что позволяло получать из сплава полосы толщиной 0.1 -1 мм. Полученный сплав, если на него воздействовать механически (потереть замшей) электризуется, так на пластине 100х100 мм. возникает потенциал от 50 до 120 вольт, в зависимости от толщины пластины. Для пластины 1000х1000 мм. потенциал может достигать 12-15 Кв.. Таким образом, получен суперконденсатор нового типа на электронах, при том процесс его зарядки после механического воздействия идет лавинообразно и почти мгновенно. Разделить заряды можно с помощью простой окантовки пластины чугунной рамкой, в результате получаем супераккумулятор на электронах.
Остановимся на некоторых особенностях работы супераккумулятора:
- Наночастицы золота, заложенные в сплав, обладают диамагнитными свойствами, если их потереть, то возникнет магнитное поле;
- Можно предположить, что наночастицы в композите образуют отдельные кластеры и структуру свободных электронов в количестве близком к критическому состоянию, при котором возникает свехпроводимость;
- Магнитное поле от наночастиц золота воздействует на композит, и количество свободных электронов становится критическим, а композит свехпроводящим.
- Учитывая, что условия сверхпроводимости работают по всему объему композита, а наночастицы создают кластерные образования, полученный материал можно отнести к сверхпроводникам 2-го рода.
Не имеет смысла перечислять области применения металлических сверхпроводников, так как сфера их использования огромна. Следует отметить, что использование электронного принципа получения энергии позволяет создать аккумуляторы с плотностью накапливаемой энергии до 1.6 МДж/кг. Можно будет получать свехпроводники (металлические) неограниченной длины при значительной стоимости 1 грамма сплава. Анализ литературы показал, что впервые удалось разработать технологию получения металлического композита, обладающего эффектом сверхпроводимости при комнатной температуре.
Выводы
Предлагаемая статья не затрагивает такие теоретические и технологические проблемы, как величина (размеры) используемых наночастиц в композите, а также их количественный состав в сплаве, что объясняется коммерческой стороной проблемы.
Следует отметить, что впервые появляется возможность исследовать некоторые аспекты сверхпроводимости проводников при комнатной температуре.
ЛИТЕРАТУРА
- Семин В.А., Семина Т.П. Моделироване наноструктуры композиционных материалов в процессах ОМД / Сборник докладов международной научно-технической конференции “Инновационные технологии ОМД” Москва 18-20 октября 2011. Сборник докладов с. 252-254 (национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»).
- Исследование изотермического процесса раскатки дисков из титановых сплавов с помощью инженерных методов расчета и системы Deform 3D / П.В.Семин, В.А.Семин – М.: МИСиС, 2009.-152с. (методика расчета изотермической раскатки дисков и микроструктуры материалов).
- Семин В.А., Семина Т.П. “ПОЛУЧЕНИЕ ПЕРСПЕКТИВНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ С ПОМОЩЬЮ НАНОТЕХНОЛОГИЙ“ // Международная конференция Технологии и оборудование для прокатного производства – 2012. Москва, 20 сентября 2012 г., отель Варшава, мультимедийный доклад.
- V.A. Semin, T.P. Semina. Creating a composite realizing gravitational effects of time and conditions svehprovodimosti metallic conductors at room temperature. Poster session. Iinternationl Symposiume. “Frontiers In Electronic Structure Theory and Multis call modeling”. 21-22 october. 2013. Moscow, Russia, MISiS
Владимир Алексеевич Семин, к-тн. техн. наук;
Татьяна Петровна Семина , инженер