Supraledare kan potentiellt fasa ut bulkmagneter i maskiner som sträcker sig från MRI och CT-skannrar till elmotorer. Fångsten? Konventionella högtemperatursupraledare består av dyra sällsynta jordartsmetaller och har en lång och komplicerad tillverkningsprocess. Detta har fått uppmärksamheten att skifta till supraledare tillverkade av magnesiumdiborid (eller MgB₂ ), som är lätt, billig och lättare att tillverka och forma till intrikata former.

Tidigare forskning har visat att man använder bor i nanoskala för att göra MgB₂ resulterar i bättre magnetiska egenskaper. Kommersiellt bor i nanoskala är dock dyrt. Kulfräsning, en populär metod för att raffinera bor introducerar föroreningar som hindrar supraledarens prestanda. Det finns således ett behov av en lågkostnadsmetod för raffinering av bor i nanoskala. Nu, i en artikel publicerad i Ceramics International , ett team av forskare från Shibaura Institute of Technology (SIT), ledd av professor Muralidhar Miryala, löste detta problem genom att beskriva en helt ny, billig och effektiv metod för att raffinera bor.

Teamet använde en teknik som kallas ultraljud, en teknik som använder ultraljudsvågor för att agitera partiklar i ett prov. Först placerade de kommersiellt tillgängligt kristallint bor i destillerat vatten. Detta utsattes sedan för ultraljudsljudvågor på 20 kHz. Forskarna utsatte det kristallina boret för ultraljudsbehandling under olika tidsperioder för att se vilken tidsperiod som skulle vara idealisk. De resulterande supraledarproverna kontrollerades för föroreningar, mikrostruktur och magnetiska egenskaper.

"Vi fann att våra prover av MgB₂ var cirka 95 % rena, vilket är mycket högre än kulfräsmetoden som endast gav 75 % renhet. Proverna hade en förfinad mikrostruktur och hade en 35% förbättring än andra metoder. Allt detta uppnåddes med endast 30 minuters ultraljudsbehandling", säger Prof. Miryala. Detta gör denna nya metod för ultraljudsbearbetning med destillerat vatten extremt effektiv vid raffinering av bor utan att behöva använda dyra material. Det minskar kostnaderna för att tillverka MgB₂ supraledare samtidigt som de förbättrar deras magnetiska egenskaper.

Enligt Prof. Miryala, "Även om ultraljudsbehandling som metod har utforskats tidigare för raffinering, har tidigare försök använt etanol eller hexan. Detta ökar kostnaden för processen. Användningen av destillerat vatten sänker kostnaderna samtidigt som det fortfarande är lika bra eller ännu bättre än de tidigare medierna."

Sammantaget representerar denna studie ett steg framåt i att göra supraledare lätt tillgängliga för kommersiella ändamål i enheter. Dessutom fokuserar studien också på ultraljudstekniken, som för närvarande befinner sig i ett tidigt utvecklingsstadium. "Denna nya teknik kommer att skapa fler forskningsvägar. Andra forskare kan arbeta med att optimera denna metod för att ta fram dess fullständiga potential och tillämpa denna teknik inom sina respektive områden", kommenterar Prof. Miryala. + Utforska vidare

Håller nere kostnaderna för supraledande magneter med hjälp av ultraljud