Oda sıcaklığında iletkenlikte yeni bir umut…

Sürekli artan enerji ihtiyacı ve tükenen kaynakların doğrultusunda artan teknolojik gelişmelerden biri de süper iletken maddelerin çözüm olacağı düşüncesidir.

Özellikle oda sıcaklığında iletkenlik gösteren maddeler bilim dünyasında daha çok öneme sahiptir.

Süperiletkenlik Nedir?

Metal ve alaşımların bir çoğunda sıcaklık mutlak sıfıra(-273C derece) yakın sıcaklıklara kadar düşürüldüğünde elektirik direnci aniden sıfıra düşer. Böyle bir durum ilk defa 1911’de Kamerlingh Onnes tarafından gözlenmiş ve bu olaya süperiletkenlik ismi verilmiştir.

1908 yılında helyum gazını sıvılaştırmayı başaran Onnes bu sayede metallerin düşük sıcaklıklardaki elektriksel özelliklerini inceleyebilmiştir. Onnes yaptığı bu çalışmalardan dolayı 1913 yılında Nobel fizik ödülünü almıştır.

Süperiletkenlerin doğru akıma hiç direnç göstermemesinin yanısıra bir diğer önemli özellikleri manyetik alanı dışlamalarıdır. Yani bir süperiletkenin üzerine yaklaştırılan bir mıknatıs sanki karşısında eş kutuplu bir mıknatıs varmış gibi itilir. Bu olaya Meissner Etkisi denir. Meissner etkisinin nedeni süperiletkene yaklaştırılan mıknatısın süperiletken üzerinde oluşturduğu akımlar sebebiyle dış manyetik alana eşit fakat ters yönde bir manyetik alan oluşmasıdır. Bu etki süperiletkenleri bazı levitasyon uygulamaları için kullanışlı kılmaktadır.

Süperiletken mıknatıslar :

• 

MR görüntülemede,

Parçacık hızlandırıcılarında,

Maglev trenlerde(yani manyetik kuvvetler yardımıla rayların birkaç cm üzerinde hareket eden çok hızlı trenlerde)

Bazı hassas algılayıcılarda kullanılmaktadır.

Karbon ve Nanoteknoloji

Grafitten özel yöntemlerle elde edilen tüpler nanometre boyutunda olduklarından nanotüp olarak adlandırılır.

Nanotüpler molekül geometrilerine ve ortam koşullarına bağlı olarak iletken, yarı iletken veya süper iletken özellik gösterirler. Taramalı mikroskobun uç kısmına bağlanan nanotüpler çözünürlüğü 10 kat daha büyüterek protein gibi büyük moleküllerin daha açık ve net görünmesini sağlar. Bu yapılar top, tüp, çubuk veya halka şeklinde olabilir.

• 

Moleküller fullerenler uygun çözücülerde çözünürken grafit ve elmas sıvılarda çözünmez. Fullerenler, süper iletken özellikleriyle ve pil yapımında kullanılır.

Nanotüp uçlu atomik kuvvet mikroskobu DNA iplikçiliğini izleyerek genin birkaç olası değişkenliğinin hangisinin iplikçilikte bulunduğunu belirleyen kimyasal işaretleri ortaya çıkarabiliyor.

Yarı iletken nanotüpler oda koşullarında alkaliler, halojenler ve diğer gazlara maruz kaldıklarında elektrik iletkenlikleri belirgin şekilde değişir. Bu amaçla yüksek duyarlılık dedektör yapımında kullanılırlar.

Ekonomik ve verimli yakıt hücrelerinin yapımında kullanılan, içinde iyon ve hidrojen depolanabilen nanotüplerde üretilmeye çalışılmaktadır.

Referanslar:

1.https://www.bilgiustam.com/superiletkenlik-nedir/

2.http://www.bilimgenc.tubitak.gov.tr/makale/superiletkenlik-nedir

3. http://www.hurbilgi.com/index.php/2015/08/26/karbon-elementi-ozellikleri-kullanildigi-yerler-hakkinda-bilgiler/

4. https://nanodunya.blogspot.com/2017/07/fulleren-karbonnanotoplar.html

5. http://www.bilimteknik.tubitak.gov.tr/makale/oda-sicakliginda-superiletkenlik-icin-yeni-bir-umut-nanobezelyeler

6. https://tr.wikipedia.org/wiki/Fulleren