در اين بخش مي‌توانيد در مورد کليه مباحث مرتبط با علم و تكنولوژي به بحث بپردازيد
Colonel II

Colonel II



نماد کاربر
پست ها

6674

تشکر کرده: 1673 مرتبه
تشکر شده: 8219 مرتبه
تاريخ عضويت

سه شنبه 26 آذر 1387 16:20

آرشيو سپاس: 11653 مرتبه در 2024 پست

کشف یک ابررسانای شگفت‌ انگیز برپایه فلز رنیوم

توسط sinaset » دوشنبه 17 اردیبهشت 1397 07:25

این بار ترکیبی از فلز کمیاب رنیوم و لایه‌های اندود شده‌ی طلا و مس ابررسانایی را خلق کرده‌اند که نه تنها بسیاری از مشکلات رایج ابررساناهای فعلی را ندارد، بلکه دمای بحرانی آن هم تا میزان ۶ درجه‌ی کلوین بهبود پیدا کرده است.

سپتامبر گذشته، دان دیوید (Don David)، طراح ابزار و شیمی‌دان موسسه CIRES به همراه همکارانش دیو پاپس (Dave Pappas) و ژیان وو (Xian Wu) در موسسه ملی استاندارد و تکنولوژي (NIST)، ترکیب فلزی اندود شده‌ی جدیدی را کشف کردند که می‌توانست در دمایی بسیار مناسبی به ابررسانا تبدیل شود. گفتی است که این کشف می‌تواند گام‌های حساس بعدی برای توسعه ابرکامپیوترها را بسیار راحت‌تر کند. با این حال دیوید و همکارانش صرفاً دستورالعمل انجام این کار را منتشر کرده‌اند:

یک لایه بسیار نازک رنیوم (Rhenium) که با لایه‌هایی از طلا به ضخامت یک هزارم قطر موی انسان، روکش شده‌ است می‌تواند در دمای بحرانی ۶ درجه‌ی کلوین تبدیل به ابررسانا شود. دان دیوید با اشاره به غیرمنتظره بودن دمای به دست آمده به این نکته اشاره کرد که:

ما برای مدتی در رابطه با روشی فکر می‌کردیم که در آن بتوانیم خواص ابررسانایی را در فیلم‌هایی از مس و طلا ایجاد کنیم، و ما [پس از کشف روش اشاره شده] بسیار غافل‌گیر شدیم که چگونه یک لایه اندود شده‌ی رنیوم می‌تواند این قدر موثر و قوی این کار را انجام دهد


فرآیند اندود کردن در آزمایشگاه موسسه CIRES
یک ابررسانا، ماده‌ای بدون مقاومت الکتریکی است که معمولا این خاصیت قوی رسانایی آن پس از سرد کردن ماده تا دمایی به نام دمای بحرانی به وجود می‌آید. این دما معمولا بسیار پایین و دستیابی به آن بسیار هزینه‌بر است. با تمامی این‌ها محصول کشف شده به دلیل دمای بحرانی به مراتب بهتر خود، مورد توجه بسیاری از غول‌های محاسباتی قرار گرفته است. راحتی بیشتر در دستیابی به دمای بحرانی، راحتی بیشتر در تعامل با اجزای مکانیکی سیستم، غیرسمی بودن و ذوب شدن در دمای بالاتر، همگی از فواید کشف جدید دان دیود و همکارانش است.

آبکاری، اندودکاری و الکترودایز کردن همگی اشاره بر فرآیندی دارند که در آن با گذراندن یک جریان الکتریکی از درون یک محلول آبی، سعی می‌کنند یک پوشش فلزی را روی قطعه فلزی دیگری که در آن محلول غرق شده است، ایجاد کنند و دیوید در بیشتر روزها در حال انجام همین کار است. کارهایی که دیود انجام می‌دهد، تقاضای بسیاری در جامعه علمی دارد و به عنوان مثال او و تیمش با آبکاری کردن وسایل و اجزای فعال در کاربرد‌های برودتی، زمینه را برای گسترش تحقیقات در این رشته‌ها فراهم می‌کنند. البته در نمونه‌ی مورد بحث این مقاله، هدف او تقویت صفحات‌ مداری تیمی در موسسه NIST بود که به طور موفقیت آمیزی هم صورت گرفت.

آن‌ها در موسسه NIST به دنبال فلز آبکاری شده‌ای برای گروه Quantum Processing Group متعلق به دیو پاپس بودند و سرانجام پس از تلاش‌های ناموفق بسیاری یک روز همکاری دیود، ژیان وو پیشنهاد استفاده از فلز رنیوم را به آن‌ها داده بود. رنیوم یک فلز سخت، کمیاب و با دمای ذوب بالا است که معمولا از آن برای ساخت توربین موتورهای جت استفاده می‌شود.

پس از انجام آزمایش‌های مقاومت الکتریکی، آن‌ها از رسیدن به دمای بحرانی ۶ کلوین که به مقدار مناسبی از دمای جوش هلیوم مایع(۴.۲ کلوین) بالاتر است، بسیار خوشحال شده‌ بودند. در زمان حاضر تیم آن‌ها در حال تحقیق و بررسی در رابطه با نقش ترکیب هیدروژن، اتصلات هیدروژنی و نیروی کششی مربوط به آن روی افزایش دمای ابررسانایی هستند. با تمامی این‌ها دستیابی به توانایی آبکاری یک ابررسانا، قدم بزرگی در زمینه خلق نسل جدید ابررایانه‌های دنیای فردا است.

تمامی رایانه‌های روی زمین حداقل دارای یک صفحه‌ی مداری، متشکل از یک صفحه‌ی ضخیم الکترونیکی و هزاران گذرگاه ارتباطی چاپ شده هستند. پالس‌های الکتریکی اطلاعات که ما آن‌ها با نام «بیت» می‌شناسیم، به طور پیوسته درون این مسیرها در حال حرکت و انجام دستورات رایانه هستند. در رایانه‌های معمولی،‌ این پالس‌های الکتریکی به وسیله‌ی مواد تشکیل دهنده‌ی برد الکتریکی محدود شده و از سرعت آن‌ها کاسته می‌شود. این پدیده که به آن مقاومت الکتریکی می‌گوییم در نهایت منجر به از دست رفتن انرژي و تبدیل آن به گرما می‌شود. با این حال در ابررسانا به دلیل صفر بودن مقاومت الکتریکی، هیچ گرمایی تولید نمی‌شود و این مسئله زمینه را برای تولید سیستم‌های رایانه‌‌ای فوق سریع و قدرتمند فراهم می‌کند. چرا که همین گرمای ناچیز سیستم‌های معمولی در ابررایانه‌ها و سیستم‌های محاسباتی بسیار تاثیرگذار بوده و منجر به افزایش هزینه‌ها و استهلاک نهایی سیستم می‌شود.

ابررسانا چیز جدیدی نیستند اما مقاله‌ی جدید شاهدی بر این نکته است که رنیوم اندود شده احتمالاً بهترین گزینه حال حاضر برای ساخت صفحات مداری رایانه‌ها است. تعداد زیادی از مواد ابررسانای فعلی همانند سرب و جیوه، به سختی قابلیت پذیرش کارهای مکانیکی را دارند و در کنار دمای ذوب بسیار پایین، از قابلیت لحیم‌کاری ضعیفی هم برخودار هستند. با تمامی این‌ها، روش جدید به سادگی می‌تواند گسترش یافته و از آن برای تولید انبوه قطعات استفاده شود.

در انتها باید بگوییم که تیم مورد نظر برای ثبت اختراع روش جدیدشان درخواست داده‌اند و در همین بازه‌ی کوتاه، تعدادی از غول‌های تکنولوژی و حامیان دولتی هم برای تامین مالی آن‌ها ابزار علاقه کرده‌اند.
شهرسخت افزار
"قرآن"(کلام خدا) ...راه سعادت و خوشبختی.

 


  • موضوعات مشابه
    پاسخ ها
    بازديدها
    آخرين پست

چه کسي حاضر است ؟

کاربران حاضر در اين انجمن: بدون كاربران آنلاين و 0 مهمان