Superjuote ja suprajuote

Superjuote nähtynä 2500-kertaisella suurennuksella, tummempi osa nanolankoja on kuparia ja vaaleampi kärkiosa tinaa.

(21.8.2018) Juotosaineilla on suuri merkitys elektroniikan liitoksissa myös lämmönsiirron tuottajana. Tavanomaiset juotokset ovat saavuttaneet rajansa kyvyssään johtaa lämpöä tehokkaasti pitkän käyttöiän ajan, jolloin lämpöhäviö on rajoittava tekijä tietotekniikan ja elektroniikan edelleen kehittämiselle.

Uudenlainen superjuote on lämpörajapintamateriaali (TIM), jonka on kehittänyt Carnegie Mellonin mekaanisen tekniikan apulaisprofessori Sheng Shen yhteistyössä National Renewable Energy Laboratoryn tutkijoiden kanssa.

Kyseessä on materiaali, joka pystyy täyttämään saman roolin kuin tavanomaiset juotteet, mutta kaksinkertaisella lämmönjohtokyvyllä kuin nykyiset huipputekniset lämpörajapintamateriaalit.

Shenin läpimurron salaisuus on kupari-tina nanolankoihin perustuva rakenne.

Heikkenevä joustavuus on usein perinteisten juotosten heikkous, koska ne haurastuvat toistuvassa käytössä, mikä heikentää niiden kykyä johtaa lämpöä ajan myötä. Shenin mukaan superjuotteen joustavuus on kahdesta kolmeen kertaluokkaa parempi kuin näillä aineilla yleensä.

Vaikka Shen on erittäin tyytyväinen superjuotteensa tuloksiin, hänen seuraavat tavoite on versio superjuotteesta, joka voi säilyttää lämmönjohtavuutensa toimimalla sähköisenä eristeenä.

Japanilaisen National Institute for Materials Sciencen (NIMS) tutkimusryhmä on puolestaan ensimmäistä kertaa yhdistänyt harvinaisten maametallien oksidien suprajohtavat johdot käyttämällä suprajohtavaa juotetta ja syöttämällä virtaa liitoksen kautta ylläpitämään suprajohtavuutta.

Vaikka suprajohtava juotosliitostekniikkaa on olemassa lähes kaikille käytännöllisille suprajohtaville johtimille, harvinaisten maametallioksidien suprajohtavien johtojen juotettua suprajohtavaa liitosta ei ole aiemmin todettu.

Uusi tekniikka voi nopeuttaa voimakkaiden sähkömagneettien kehitystä käyttämällä suprajohtavia lankoja, joilla on erinomaiset suprajohtavat ominaisuudet erittäin korkeissa magneettikentissä. Tämä voisi elvyttää NMR-markkinoita, koska sen avulla voidaan saada korkean erotuskyvyn ydinmagneettisen resonanssin (NMR) laitteita toimimaan jatkuvan sähkövirran moodissa.

Liitosjohtojen johtavuus menettämättä suprajohtavuutta yhdistettävien välillä mahdollistaa sähkövirran ylläpitämisen lähes jatkuvasti ilman ulkoista virtalähdettä, mikä vähentää energiankulutusta käytön aikana ja ratkaisee ulkoisen virtalähteen käyttöön liittyviä kohinaongelmia.

Tavoitteena kvanttitietokone

Uusin kirjani esittelee kvanttitietokoneen toimintaa yleisellä tasolla ja käsittelee aiheen tiedemaailman tämänhetkisiä saavutuksia.

Esiin tulee myös futuristisimman tavoitteen ja tämän hetken saavutusten syvä kuilu. Toisaalta kvanttitietotekniikka on jo toteutumassa tietyillä rajallisilla resursseilla ja tavoitteilla. Ja onko alalla kilpailevia tekniikoita.

Tutkijapiireissä kvanttitietokoneen tuloon uskotaan aika vahvasti. Osittain voidaan sanoa että se on jo todellisuutta mutta onko se saavutettavissa tasolle jolle sitä eniten hehkutettiin.

Kirja on saatavissa nyt myös englannin kielisenä Aiming for Quantum Computer –versiona.

Kirjat ja niiden e-kirjaversiot on hankittavissa kustantajan Books on Demand kirjakauppaosiosta ja erilaisista nettikirjakaupoista.

Tutustu kirjan sisällysluetteloon.


Aiemmat uutiset

Tutka voi korvata stetoskoopin (20.08.2018)
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnbergin (FAU) ja Brandenburgin teknillisen korkeakoulun (BTU) tutkijat ovat kehittäneet menetelmän sydänäänten havaitsemiseksi..

Nanotransistoreita ja kubitteja (17.08.2018)
Kun grafeenin nanonauhat sisältävät vaihtelevan levyisiä osia, siirtovyöhykkeeseen voidaan luoda hyvin vankkoja uudenlaisia kvanttitiloja. Svetsiläisen Empa tutkimuslaitoksen..

Kiinteitä ja nestemäisiä akkuja (16.08.2018)
Virtausakkuja on pitkään pidetty todennäköisenä ehdokkaana uusiutuvien energialähteiden tuoton varastoinnille. Tähän asti sellaisia nesteitä, jotka voivat tuottaa..