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在我有生之年地球人实现室温超导,我就吃翔!

2023-07-29 08:38 作者:阿颜的颜色  | 我要投稿

室温超导材料如果能够实现的话,在能源、交通、信息、航天等很多个方面都有极其大的作用,简单来说有以下影响:

第一:能源传输与利用提高

超导材料的电阻为零,在输电过程中不会产生能量损失,能很大程度上减少电力传输损耗(利用于电能传输可以减少40-80%的传输损耗,利用于芯片制造等可以减少90%的电子设备电能损耗),而且由于没有传输损耗,我们可以使用更加稳定可靠且损耗更小的直流电(没有无功电流和电晕损耗等)。

室温超导线圈还能够提高风力发电机、水力发电机等可再生能源设备的效率,还能够提高太阳能光伏发电的转换效率。


第二:电力设备与电力电子技术

室温超导材料能使超导变压器、超导电缆、超导断路器等电力设备将更加高效、小型化。同时,基于超导材料的电力电子器件将具有更高的开关速度和更低的功耗,例如计算机散热一直是非常困扰人们的问题,CPU和GPU随着性能的提高,消耗的功率以及产热也水涨船高,但是如果使用超导材料,由于散热压力导致的一系列问题都得到解决,由超导材料带来的技术革新势必导致计算机的性能有质的飞跃。


第三:高速交通

超导材料将直接影响磁悬浮列车的发展,超导磁悬浮系统能够大幅降低能耗和减轻系统重量。这意味着磁悬浮列车将能够以更高的速度运行,并具有更低的运行成本和更低的噪音污染(时速600km以上)。


第四:医疗与生物技术

室温超导技术在医疗与生物技术领域也具有巨大潜力。例如,超导磁共振成像(MRI)将能够在更短的时间内获得更高分辨率的图像,提高疾病的诊断准确性。此外,超导生物传感器将能够在极低的信号水平下检测生物活动,这将对生物研究和药物开发产生深远影响。


第五:大型科学设施与科研仪器

室温超导材料将为大型科学设施和科研仪器带来重要改进。在高能物理实验中,超导加速器和超导磁铁将使得粒子能量更高,实验效果更好。在天文观测领域,超导探测器将提高射电望远镜和空间望远镜的性能,帮助科学家更好地探索宇宙奥秘。

例如粒子加速器所需要的强磁场,如果通过螺线管产生磁场,电流越大,磁场越强,但大电流也会产生大热量,尤其在螺线管这种密集的结构,热量堆积更为迅速。

因此如果想要实现强磁场,必然要花费更大的代价用于散热上,但是如果这个螺线管是由超导材料制成的(这里我们先不考虑临界电流和临界磁场的问题),一根没有电阻的通电螺线管是不会产生焦耳热的,如果成功发现了室温超导材料,我们就可以更加普遍利用磁场。(甚至如果运用于磁约束核聚变,理论上磁场强度提升2倍,等离子体体积就会缩小到1/16,有效缩小核聚变装置体积,提高核聚变稳定性,可控核聚变成为可能。)


第六:计算机与通信技术

超导电路将极大地提高计算机处理器的运算速度和能效,为人工智能、大数据分析等前沿技术提供强大支持。同时,室温超导材料能够促进量子计算机的发展,由于量子比特的高度敏感性,量子计算机需要极低的温度来保持稳定。

而室温超导材料的出现使得量子比特能够在常温下保持稳定,从而极大地提高了量子计算机的可靠性和实用性,量子计算机利用量子比特叠加态原理的计算方式使得它的计算速度可以达到传统计算机的万亿倍量级,可以用于推导宇宙演化、黑洞等复杂模型,如果可以模拟足够多的混沌粒子甚至可能预测相关光锥传播(有可能能达到预测未来)。

在通信领域,超导光电子器件将提高光通信系统的性能,带来更快速、更稳定的网络连接。


第七、国防与航空航天

室温超导技术在国防与航空航天领域也具有巨大应用潜力。超导雷达、超导通信系统将显著提高军事装备的性能。同时,航空航天领域的高效超导电动机和发电机将使得飞行器能源密度更高,推动无人机、飞行汽车等新型交通工具的发展。超导技术制造的强大磁场,可以被用于开发新的宇宙飞船推进系统,如磁浮推进,离子推进等,极大地提高太空探索能力,宇宙航行成为可能。


基于以上七点,室温超导很可能带来新一轮工业革命,能源提高、星际航行、预测未来、探索宇宙等等方面的可能,几乎能够在不久的将来让科幻走进现实。因此,如果室温常压超导能实现,别说吃翔了,天天吃都成。

(以上内容基于网络检索及本人极其有限的知识整合,有不对的地方还请大家温柔指正。)

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