作者:十一岁
摩天楼风电场,虽然非常新颖,也十分具有实用意义。
但是,目前面临的最大问题,就是材料。
作为发电主体、覆盖整个摩天楼的羽毛结构,是重中之重。
莫洪喜等人已经筛选出了八种材料,符合摩天楼"羽毛"的要求。
当然,特种材料研制部,还是一直在合成新的材料,以获得更加优越的产品。
就在今天之前,
由陈勇胜教授带领的团队,成功研制出了一种超导材料!
超导材料,是指具有在一定的低温条件下呈现出电阻等于零以及排斥磁力线的性质的材料。
它拥有着一些无可比拟的优势。
比如,零电阻。
超导材料处于超导态时电阻为零,能够无损耗地传输电能。
如果用磁场在超导环中引发感应电流,这一电流可以毫不衰减地维持下去。
这种〃持续电流”已多次在实验中观察到,是真实存在的。
理论上,只要制造水平达到一定的水平,就能将其运用在现实中。
目前,在常压之下,有二十八种元素具有超导电性。
其中,铠为其中最优越的元素。
在电工领域,锭和铅已经被用于制造超导交流电力电缆、高Q值谐振腔等。
陆光远介绍着情况。
在此之前,龙国的特殊材料研制部,同时进行着几个研究。
每一个研究做出成果,都可能改变超导体行业的生态,甚至,成为极具发展前景的超导材料。
或者能够成为摩天楼风电场当之无愧的“羽毛”。
第一,是非常规超导体磁通动力学和超导机理。
这个研究室主要硏究混合态区域的磁通线运动的机理,不可逆线性质、起因及其与磁场和温度的关系,临界电流密度与磁场和温度的依赖关系及各向异 性。
超导机理研究侧重于研究正常态在强磁场下的磁阻、霍尔效应、涨落效应、费米面的性质以及TTc时用强磁场破坏超导达到正常态时的输运性质等。 对有望表现出高温超导电性的体系象有机超导体等, 以及在强电方面具有广阔应用前景的低温超导体等, 特种材料团队重点开展其在强磁场下的性质研究。
第二,是强磁场下的低维凝聚态特性研究。
还有,强磁场下的半导体材料的光、电等特性,
强磁场下极微细尺度中的物理问题......
而其中最为关键,是强磁场化学!
强磁场对化学反应电子自旋和核自旋的作用,可导致相应化学键的松弛,造成新键生成的有利条件,诱发一般条件下无法实现的物理化学变化,获得原 来无法制备的新材料和新化合物。
强磁场化学是应用基础性很强的新领域,有一系列理论课题和广泛应用前景。
陈勇胜教授,负责的便是这个研究课题。
由固体物理学演化为凝聚态物理学,从周期结构延伸到非周期结构,从三维晶体拓宽到低维和高维,乃至分数维体系......
陈勇胜教授的团队,这一个多月内,始终在探索。
相对于其它极端条件,强磁场有其自身的特色。
强磁场的作用是改变一个系统的物理状态,即改变角动量自旋和带电粒子的轨道运动,
因此,也就改变了物理系统的状态。
正是在这点上,强磁场不同于物理学的其他一些比较昂贵的手段,如中子源和同步加速器,
它们没有改变所研究系统的物理状态!
磁场可以产生新的物理环境,并导致新的特性,而这种新的物理环境和新的物理特性在没有磁场时是不存在的。
尽管低温也能导致新的物理状态,如超导电性和相变,
但强磁场极不同于低温,它比低温更有效!
因为,磁场使带电的和磁性粒子的远动和能量量子化,并破坏时间反演对称性,使它们具有更独特的性质。
这便是,强磁场能够创造新的材料的最重要机理!!
除此以外,
强磁场可以在保持晶体结构不变的情况下改变动量空间的对称性!
这对固体的能带结构以及元激发及其互作用等研究非常重要。
比如,固体复杂的费米面结构,正是利用强磁场使得电子和空穴在特定方向上保证自由运动,从而导致磁化和磁阻的振荡!
而陈勇胜教授的超导材料,就是建立在费米面结构之上。
固体中的费米面结构及特征研究一直是凝聚态物理学领域中的前沿课题。
当今凝聚态物理基础研究的许多重大热点都离不开强磁场这一极端条件,甚至很多是以强磁场下的研究作为基础。
如波色凝聚只发生在动量空间,要在实空间中观察到此现象必需在非均匀的强磁场中才得以可能。
又如,
高温超导的机理问题、量子霍尔效应研究、纳米材料和介观物体中的物理问题、巨磁阻效应的物理起因、有机铁磁性的结构和来源、有机超导体的机理 和磁性、低维磁性材料的相变和磁相互作用、固体中的能带结构和费米面特征以及元激发及其互作用研究等等!
陈勇胜团队内,除了他本身就是龙国顶尖超导材料学专家,还收纳了几名顶尖物理学家,数学家,以及多名纳米技术、高分子化学领域的人才, 最终,才将这种超导材料推出!
“这种材料,完美符合摩天楼风电楼的要求,完全可以作为摩天楼风电场的羽毛!"陆光远激动地说道。
“莫洪喜那边已经开始运用了吗? ”
“目前这种材料仍在量产之中,莫工程师打算在测试实用性后,再向您汇报。”
许秋点点头。
超低温超导材料,的确是摩天楼风电场羽毛的优秀选择。
接下来,就看莫洪喜会不会让自己失望了。
“小冰河时期之前,无法得出一个完善的、初步的摩天楼风电场雏形,风龙计划的主工程师,将会换人。"
许秋的声音很平淡,但,却能主宰任何一个人的权力、地位!
陆光远等人感受到从许秋身上散发出来的威压,恭敬道:“遵命,一定完成任务!”
许秋点点头,让众人退下,只留下李冰清在办公室里。
他靠在椅子上,让李冰清捏着肩膀,望着正对面墙壁上的世界地图,嘴角莞尔。 小冰河时期即将来临,
接下来,该幵始布局更大的欺诈了。
只是操控一个龙国的末日建设,许秋怎么可能满足?
接下来,他要成为全人类的总工程师!!
三日后。
龙国风龙计划总部,特种材料研制部,强磁场超导材料课题实验室。
一头白发的陈勇胜,顶着黑眼圈,从到处都是千万元以上价格的设备的实验室走了出来。
“结果出来了,临界参量问题,已然得到解决!"
他神情又疲倦,又激动!
之前研究的超导体材料,有一个很大的弱点。
脆性太高!
因此,这几天,陈勇胜带领团队,一直在攻克材料制造工艺的问题,将脆性高的超导体材料,制备成柔细的线材!
想要承当“羽毛",必须要足够柔软。
而如今,这个问题已经得到解决。
扎根在摩天楼风电场研制部的莫洪喜听到消息,激动地跑了过来。
“陈前辈,您完成了?"莫洪喜头发跟鸡窝一样,毫无形象可言。
陈勇胜激动地点了点头。
“约瑟夫森效应,也融合进去了?"莫洪喜问道。
约瑟夫森效应,是一种横跨约瑟夫森结的超电流现象。
瑟夫森结由二个互相微弱连接的超导体组成,而这个微弱连结的组成结构可以是一个薄的绝缘层,称为超导体-绝缘体-超导体接面,简称S4S。
这是宏观量子效应的一种体现,在这之前,人们仅知道非超导状态的的电子可以借由量子隧穿效应流过绝缘层。
而约瑟夫森效应的出现,打破了这一常理!
简而言之来说,
如果用约瑟夫森效应来制作一系列的精密测量仪以及辐射探测器、微波发生器、逻辑元件等,
利用约瑟夫森结作计算机的逻辑和存储元件,其运算速度比高性能集成电路的快十到二十倍,功耗却只有四分之一!
如果,能够将具备约瑟夫森效应的超导体材料,运用在摩天楼风电场中!
它将成为完全智能、不需要人进行操控的全自动风电场。
并且由于运算速度太快,功耗又太低,
摩天楼风电场的能源转化效率会再次得到提升!
超导材料,最诱人的地方,其实就在这里--
发电、输电和储能!
利用超导体材料制作超导发电机的线圈磁体,可以将发电机的磁场强度提高到五到六万高斯,而且几乎没有能量损失。 与常规发电机相比,超导发电机的单机容量提高数十倍倍,发电效率提高百分之五十以上!
而且,超导输电线和超导变压器可以把电力几乎无损耗地输送给用户。
以现在全球最好的输电能力来估算,铜或铝导线输电,约有百分之十五的电能损耗在输电线上, 在龙国每年的电力损失达一千多亿度。
若改为超导输电,节省的电能相当于新建数十个大型发电厂!
而且,这种材料,进行工艺上的改进,甚至可以用于超导计算机!