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Graphen ist ein Supraleiter

13.03.2018

Einer Gruppe von Wissenschaftlern des MIT ist es gelungen, Graphen in einen Supraleiter zu verwandeln, durch den Strom ohne Widerstand übertragen wird. Das Geheimnis besteht darin, die beiden Nanomaterialschichten in einem „magischen Winkel“ zu verbinden.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Leitern auf Gold- oder Kupferbasis unterscheiden sich Supraleiter dadurch, dass sie den Strom widerstandslos übertragen. Das bedeutet, dass während der Übertragung weder Wärmeverluste noch Leistungsverluste auftreten. Die Effizienz von Systemen (z. B. Computern), die auf solchen Leitern basieren, ist viel höher als die uns bekannter moderner Analoga.

Forscher konnten in der Vergangenheit bereits mehrere supraleitende Materialien nachweisen, die jedoch alle nur bei Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt funktionieren. Cuprate haben sich zu den erfolgreichsten Supraleitern entwickelt, aber selbst sie arbeiten bei Temperaturen von 200 Grad unter dem Gefrierpunkt von Wasser. Das einfache Öffnen eines solchen Leiters ist jedoch viel einfacher als das Anpassen an praktische Bedürfnisse, und daher hat die Industrie in den letzten 25 Jahren in dieser Richtung nicht viel Erfolg gehabt. Der Traum aller Erfinder ist ein Material, das bei normaler Raumtemperatur die Eigenschaften der Supraleitung aufweist und keine teuren und sperrigen Kühlsysteme benötigt.

Neue Forschungen von Wissenschaftlern des MIT können der Menschheit die Tür zum Zeitalter der Supraleiter öffnen. Wissenschaftler haben mit Graphen experimentiert, das sich, wie Sie wissen, bereits mit vielen interessanten und ungewöhnlichen physikalischen Eigenschaften bewährt hat. Dieses zweidimensionale Material besteht aus Kohlenstoffatomen, und in den letzten Monaten haben Forscher nicht nur die unglaubliche Stärke, sondern auch die hervorragende Fähigkeit von Graphen, Wärme und Energie zu leiten, experimentell bewiesen. Jetzt kommt dem gewöhnlichen Sparschwein eine weitere bemerkenswerte Eigenschaft hinzu: Bei Abkühlung auf nahezu den absoluten Nullpunkt werden zwei zusammengepresste und um 1.1 Grad gegeneinander verschobene Graphenschichten zu Supraleitern. Diese Entdeckung kam sogar für die Wissenschaftler selbst überraschend!

Die Entdeckung, dass Graphen zur Supraleitung fähig ist, wird in naher Zukunft den Beginn einer ganzen Reihe von Forschungen auf diesem Gebiet markieren. Graphen ist viel einfacher zu verarbeiten als komplexe Cuprine, und daher könnte dieses Material in Zukunft der Schlüssel zur Herstellung universeller Supraleiter werden, die bei Raumtemperatur funktionieren.

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Neue Methode zur Herstellung leistungsstarker Batterien 08.05.2024

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Alkoholgehalt von warmem Bier 07.05.2024

Bier, eines der häufigsten alkoholischen Getränke, hat einen ganz eigenen Geschmack, der sich je nach Temperatur des Konsums verändern kann. Eine neue Studie eines internationalen Wissenschaftlerteams hat herausgefunden, dass die Biertemperatur einen erheblichen Einfluss auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks hat. Die vom Materialwissenschaftler Lei Jiang geleitete Studie ergab, dass Ethanol- und Wassermoleküle bei unterschiedlichen Temperaturen unterschiedliche Arten von Clustern bilden, was sich auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks auswirkt. Bei niedrigen Temperaturen bilden sich eher pyramidenartige Cluster, wodurch die Schärfe des „Ethanol“-Geschmacks abnimmt und das Getränk weniger alkoholisch schmeckt. Im Gegenteil, mit steigender Temperatur werden die Cluster kettenförmiger, was zu einem ausgeprägteren alkoholischen Geschmack führt. Dies erklärt, warum sich der Geschmack einiger alkoholischer Getränke, wie z. B. Baijiu, je nach Temperatur ändern kann. Die Erkenntnisse eröffnen Getränkeherstellern neue Perspektiven, ... >>

Zufällige Neuigkeiten aus dem Archiv

Ein Schwarzes Loch kann zu einem Portal werden 07.09.2020

Wissenschaftler haben vorgeschlagen, aus einem Schwarzen Loch ein Portal zu machen. Wir sprechen von einem stabilen Tunnel, der ein Raumschiff aufnehmen kann, obwohl die Wurmlöcher lange Zeit entweder zu klein oder zu unzuverlässig waren.

Forschungen in dieser Richtung wurden von Spezialisten aus Princeton durchgeführt. Wissenschaftler haben die Möglichkeit gefunden, im Weltraum ein "Wurmloch" zu schaffen, das unter anderem ausreicht, um ein vollwertiges Schiff aufzunehmen. In einem solchen Wurmloch kann man nicht nur durch den Raum, sondern auch durch die Zeit reisen. Ein Raumschiff wäre in der Lage, in wenigen Augenblicken zu entfernten Punkten im Universum zu reisen, aber nach irdischen Maßstäben würde eine solche "Reise" Tausende von Jahren dauern.

Gleichzeitig ist der Inhalt von Schwarzen Löchern der Menschheit noch unbekannt. In diesem Zusammenhang wird seine Oberfläche als "Ereignishorizont" bezeichnet. Um zu letzterem zu gelangen, müsste die Antigravitation als abstoßende Kraft wirken. Eine ähnliche Eigenschaft sollte eine Substanz haben, die als exotische Materie bekannt ist. Es wird davon ausgegangen, dass nicht alles so ist, wie die Menschen es gewohnt sind. Beispielsweise kann ein Stück solcher Materie ein Gewicht von minus 3 kg haben.

Die Autoren der neuen Arbeit geben zu, dass es möglich ist, eines aus Teilchen zu erhalten, die als masselose Fermionen bekannt sind, die wie Photonen kein Gewicht haben. Aufgrund ihrer Leichtigkeit schaffen sie es, mit Lichtgeschwindigkeit zu fliegen. Wissenschaftler geben zu, dass es fünf Dimensionen gibt und ein Wurmloch durch eine von ihnen führt.

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