什么是室溫超導(dǎo)?以及其在醫(yī)療行業(yè)的前景
理論和靈感來源與知乎@在下張大喵 老師《世界的形狀》,另查閱了相關(guān)文獻(xiàn)
因為全文有版權(quán),大家可以移步去知乎/知網(wǎng)/維普觀看,也可以聽我簡要概括一下。
超導(dǎo)簡而言之就是降低了電阻,提升了電流,能大幅度省電的一種一百年前革命性的科技成果。再簡而言之,就是幾乎沒有能耗。最先進(jìn)的超導(dǎo)電纜可將電能輸送幾千千米而僅有百分之幾的損耗。
但麻煩的是,電纜必須一直浸在77K(約-196℃)的液氮之中。因此,如果要架設(shè)這樣的電纜,每隔1000米左右就必須安裝泵機(jī)和冷卻設(shè)備,大大增加了超導(dǎo)電纜方案的成本和復(fù)雜程度,這本身就消耗巨大的電能。超導(dǎo)體的直流電阻率在一定的低溫下突然消失,被稱作零電阻效應(yīng)。導(dǎo)體沒有了電阻,電流流經(jīng)超導(dǎo)體時就不發(fā)生熱損耗,電流可以毫無阻力地在導(dǎo)線中形成強(qiáng)大的電流,從而產(chǎn)生超強(qiáng)磁場。[2]
那么常溫超導(dǎo)最直觀的好處就是不需要液氮了(即使今年發(fā)現(xiàn)了最高僅需要-19℃的新的超導(dǎo)材料,但超導(dǎo)材料依然需要冷凍技術(shù))。能在常溫下使用,也就是大幅減少材料支出+應(yīng)用范圍更廣。
舉個生活中的例子,大家充電手機(jī)都發(fā)燙吧,室溫超導(dǎo)能讓大家以后即使一邊玩游戲一邊充電,手機(jī)都不會發(fā)燙(一部分電轉(zhuǎn)化為熱量),或者說大家都沒有機(jī)會感受到手機(jī)發(fā)燙,因為手機(jī)可能在不久幾秒就充滿電了。
對于世界格局來看,一個是能源的應(yīng)用,一個是能源的傳輸,都將迎來巨變,大家都知道石油依然是戰(zhàn)略資源,平常的油價大家也蠻心疼的,室溫超導(dǎo)的發(fā)明可能能讓電車幾分鐘內(nèi)充滿電......那么誰還用汽油呢。最關(guān)鍵的是,電動機(jī)的功率會大到離譜。咱們的電動車現(xiàn)在限制是25km/h,以后可能開的比瑪莎拉蒂還快。
其次還有超導(dǎo)儲能,可能類似幾億mA的充電寶?這個我還沒研究。
因為有電就有磁,所以磁懸浮的技術(shù)會飛速發(fā)展,古巴比倫的空中花園不會再是夢想,哈利波特的掃帚,阿里巴巴的魔毯可能都會在不久的將來變成現(xiàn)實。
那么關(guān)于醫(yī)療行業(yè),說到磁就想到MRI吧,在不需要液氮等高耗材的前提下,新一代的MRI的高精度和高靈敏度將提供更準(zhǔn)確的診斷結(jié)果,并幫助醫(yī)生更好地理解疾病機(jī)理。(這個有點涉及生物磁學(xué))
此外,超導(dǎo)材料還可以用于開發(fā)高效安全的癌癥治療技術(shù),通過精確控制的磁場和能量傳輸來靶向癌細(xì)胞。(來自于互聯(lián)網(wǎng))(這個我一時半會沒查明白,有懂的大佬或者想懂的大佬可以查查)
參考文獻(xiàn)
[1]解小榮.實現(xiàn)常溫超導(dǎo)電的新思路[J].科技資訊,2019,17(1):250-251.
[2]李國英. 常溫超導(dǎo)不再遙遠(yuǎn)[J]. 科學(xué)大眾(中學(xué)生),2010,(11):44-45.