Супер жице - нанотехнологија у електроенергетској индустрији

Специјалисти Алл-Руског истраживачког института за неорганске материјале добили су име академика А.А. Боцхвара је развила технологију за прављење најновијих супер жица. Суштина технологије је узастопна монтажа биметалних композитних гредица са њиховом накнадном деформацијом. То омогућава уметање ниобијевих влакана траке дебљине само 6-10 нм у матрицу обичне бакарне жице.

Резултат је композитна жица са пресеком 2 до 3 мм у којој је присутно до 400 милиона ових најфинијих ниобијум влакана. Добијена жица карактерише аномалијски висока механичка чврстоћа, значајно већа од 500 МПа, и електрична проводљивост на нивоу 65-85% проводљивости чистог бакра, што се постиже малом растојању између влакана, упоредиво са просечном дужином пута електрона у бакарној матрици.

Супер жицама се сматрају жице чија влачна чврстоћа прелази 400-450 МПа, чија је електрична проводљивост од 40 до 80% вредности ове вредности одговарајућег чистог бакра. У лето 2012. године, заједно са РУСНАНО-ом, фабрика Наноелецтро покренута је у Русији, у оквиру своје индустријске делатности, започела је производња таквих нанаструктурираних жица ултра велике чврстоће, планиране запремине до 50 тона годишње.

Буџет пројекта износио је 1,02 милијарде рубаља. Бројне стране компаније, укључујући и бродоградњу, имају сопствени интерес да набаве супер-жице руске производње, јер нови производи значајно превазилазе постојеће аналоге на тржишту.

Данас су супер жице прије свега потребне научницима да би створили супер-моћне електромагнете. Партнери на пројекту су: ЦЕРН, Курцхатов институт, Национална лабораторија високих магнетних поља, Лос Аламос, САД, истраживачки центар Россендорф, Дрезден, Немачка, Руске железнице, ВНИИКП, АЛПХИСИЦА ГмбХ.

У марту 2012. године, у лабораторији Лос Аламоса постављен је светски рекорд, где је електромагнет на основу руских супер жица показао индукцију 100 Тесла, што је 2 милиона пута више од магнетног поља Земље. Поред тога, индустрије попут роботике, микроелектронике, бродоградње, производње летелица и других важних високотехнолошких индустрија заинтересоване су за коришћење супер жица.

Ако упоредите нови композитни материјал са бакром, бронзом, месингом, предности ће постати очигледне. Чисти бакар има изузетну електричну проводљивост (нижу од сребра), али истовремено, затезна чврстоћа бакра је само 220-270 МПа.

Проводљивост бронзе је само 17% проводљивости чистог бакра, али затезна чврстоћа је 400-970 МПа. Месинг има затезну чврстоћу од 380-880 МПа, али његова електрична проводљивост је 2 пута нижа од електричне проводљивости бакра.

Што се тиче новог материјала суправодича, овде затезна чврстоћа достиже 1200 МПа, а електрична проводљивост је незнатно лошија од електричне проводљивости бакра.

Тако су суперпроводници са високим механичким карактеристикама једноставно неопходни за магнетне импулсе са високим пољем и магнетно-импулсе, за ваздухопловство и свемирску технологију, за морнаричку и одбрамбену индустрију, као и контактне жице за возове велике брзине.

Снага жица је такође важна једноставно у нашим климатским условима, где влажан снег и буран ветар често доводе до пуцања далековода, што је препуно застоја у насељима и дуготрајних поправних радова. Временом ће наноструктурне жице готово сигурно помоћи у решавању овог проблема.

Погледајте такође:Наногенератори - универзални генератори енергије