Experimentella fysiker i forskargruppen under ledning av professor Uwe Hartmann vid Saarlands universitet har utvecklat ett tunt nanomaterial med supraledande egenskaper. Under cirka -200 ° C leder dessa material el utan förlust, sväva magneter och kan avskärma magnetfält. Den särskilt intressanta aspekten av detta arbete är att forskargruppen har lyckats skapa supraledande nanotrådar som kan vävas till en ultratunn film som är lika flexibel som plastfilm. Som ett resultat, nya beläggningar för applikationer som sträcker sig från flyg- och medicinsk teknik blir möjliga. Volkswagen -stiftelsen stödde forskningen i den första fasen; arbetet får för närvarande finansiering från German Research Foundation (DFG)

Forskargruppen kommer att ställa ut sin supraledande film på Hannover Messe från 24 april till 28 april (Hall 2, Stand B46) och letar efter kommersiella och industriella partners som de kan utveckla sitt system för praktiska tillämpningar med.

Forskningsarbetet är ett samarbete mellan teamet som leds av professor Uwe Hartmann vid Saarlands universitet och professor Volker Presser vid Leibniz Institute for New Materials (INM), som också innehar ordförande för energimaterial vid Saarlands universitet. Resultaten har publicerats i ett antal vetenskapliga tidskrifter.

Ett team av experimentella fysiker vid Saarlands universitet har utvecklat något som - måste sägas - verkar ganska omärkligt vid första ögonkastet. Det ser ut som inget annat än ett förkolnat svart papper. Men utseendet kan lura. Detta anspråkslösa objekt är en superledare. Termen "superledare" ges till ett material som (vanligtvis vid mycket låga temperaturer) har noll elektrisk motstånd och därför kan leda en elektrisk ström utan förlust. Enkelt uttryckt, elektronerna i materialet kan flyta obegränsat genom det kalla immobiliserade atomgitteret. I avsaknad av elektrisk motstånd, om en magnet bringas upp nära en kall superledare, magneten ”ser” effektivt en spegelbild av sig själv i det supraledande materialet. Så om en superledare och en magnet placeras i närheten av varandra och kyls med flytande kväve kommer de att stöta bort varandra och magneten svävar över superledaren. Termen 'levitation' kommer från det latinska ordet levitas som betyder lätthet. Det är lite som en lågtemperaturversion av hoverboard från filmerna "Tillbaka till framtiden". Om temperaturen är för hög, dock, friktionslös glidning kommer bara inte att hända.

Många av de vanliga superledande materialen som finns tillgängliga idag är styva, sprött och tätt, vilket gör dem tunga. Saarbrücken -fysikerna har nu lyckats packa supraledande egenskaper i en tunn flexibel film. Materialet är i huvudsak ett vävt tyg av plastfibrer och supraledande nanotrådar vid hög temperatur. 'Det gör materialet mycket smidigt och anpassningsbart - som plastfolie (eller' plastfolie 'som det också kallas). Teoretiskt sett materialet kan tillverkas i valfri storlek. Och vi behöver färre resurser än vad som vanligtvis krävs för att göra supraledande keramik, så vårt supraledande nät är också billigare att tillverka, 'förklarar Uwe Hartmann, Professor i nanostrukturforskning och nanoteknik vid Saarlands universitet.

Filmens låga vikt är särskilt fördelaktig. 'Med en densitet på endast 0,05 gram per kubikcentimeter, materialet är mycket lätt, väger ungefär hundra gånger mindre än en konventionell superledare. Detta gör materialet mycket lovande för alla applikationer där vikt är ett problem, som inom rymdteknik. Det finns också potentiella tillämpningar inom medicinsk teknik, 'förklarar Hartmann. Materialet kan användas som en ny beläggning för att ge lågtemperaturskärmning från elektromagnetiska fält, eller den kan användas i flexibla kablar eller för att underlätta friktionsfri rörelse.

För att kunna väva detta nya material, de experimentella fysikerna använde en teknik som kallas elektrospinning, som vanligtvis används vid tillverkning av polymera fibrer. 'Vi tvingar ett flytande material genom ett mycket fint munstycke som kallas en spinndosa på vilken en hög elektrisk spänning har applicerats. Detta producerar nanotrådstrådar som är tusen gånger tunnare än diametern på ett människohår, vanligtvis cirka 300 nanometer eller mindre. Vi värmer sedan fibernätet så att superledare med rätt sammansättning skapas. Det superledande materialet i sig är typiskt en yttrium-barium-koppar-oxid eller liknande förening, 'förklarar Dr Michael Koblischka, en av forskarna i Hartmanns grupp.