Глава 438. Сделать сверхпроводящий материал комнатной температуры своими руками •
Ответив на несколько вопросов, прозвенел звонок с урока.
Услышав звонок, Сюй Чуань ловко схватил учебник со стола и быстро выбежал из аудитории.
В этом у него был опыт, ведь однажды его заблокировали после занятия, и ему пришлось долго выбираться.
Поэтому лучший способ - это объявить об окончании занятия и уйти, прежде чем эти "восторженные" студенты окружат его.
По коридору Сюй Чуань быстро вышел из учебного корпуса.
Он уже собирался вернуться в свой кабинет, как столкнулся с новым ректором Нанкинского университета Тань Шаоюанем.
Ректор Тань с улыбкой поздоровался, подошел и спросил: "Академик Сюй, вы закончили занятие? Как вам наши студенты Нанкинского университета?"
Сюй Чуань с улыбкой сказал: "Очень хорошо, эти студенты очень серьезные и восторженные."
Тань Шаоюань улыбнулся и сказал: "Это все благодаря вам, академик Сюй, благодаря вам, баллы и качество приема в наш Нанкинский университет растут с каждым годом."
Надо сказать, что в последние два года прием в Нанкинский университет значительно улучшился, как по баллам, так и по качеству.
И в этом огромное влияние оказал Сюй Чуань.
Лауреат Нобелевской премии, лауреат Филдсовской премии, главный конструктор национального проекта управляемого термоядерного синтеза, ряд званий и достижений позволили Нанкинскому университету выходить в свет снова и снова.
Включая математический факультет, который изначально был обычным и даже немного отставал среди университетов, теперь он взлетел. И даже многие участники математических олимпиад выбирают Нанкинский университет.
А раньше такие почти все шли в Цинхуа или Пекинский университет, в крайнем случае, в Фудань или Гонконг, математический факультет Нанкинского университета практически не рассматривался ими.
Сюй Чуань улыбнулся и сказал: "Для меня честь, что моя альма-матер растет."
Помолчав, он продолжил: "Кстати, ректор Тань, что касается преподавания, у меня есть еще одна просьба к университету."
Услышав это, Тань Шаоюань быстро ответил: "Пожалуйста, говорите, академик Сюй."
Сюй Чуань: "Я собираюсь взять несколько студентов, хочу посмотреть, есть ли подходящие, может ли университет помочь с предварительным отбором?"
Услышав это, ректор Тань без колебаний кивнул и сказал: "Это не проблема, я вернусь и сразу же найду людей, чтобы организовать сбор данных о студентах."
"Но есть ли у вас какие-либо требования к студентам?"
Сюй Чуань подумал и сказал: "Я не буду брать студентов бакалавриата, у меня нет на это сил, достаточно читать им лекции. В основном я буду брать магистрантов и аспирантов."
"Для магистрантов, результаты вступительных экзаменов должны быть не менее 380 баллов, а баллы по специальности - не менее 90 баллов, если есть отличные статьи SCI и опыт участия в различных исследовательских проектах, то баллы за экзамены могут быть снижены."
"Что касается аспирантов, то основным критерием оценки должны быть статьи и опыт участия в исследовательских проектах, а баллы - второстепенны."
Для него набор студентов уже давно не ограничивается каким-то одним университетом. Он может набрать студентов со всей страны и даже со всего мира, если захочет.
Но, учитывая, что это, вероятно, будет его первая группа студентов после возвращения в Китай, Сюй Чуань все же решил сначала предоставить эту возможность студентам своей альма-матер.
Тань Шаоюань кивнул и сказал: "Нет проблем, я вернусь и сразу же займусь этим, есть ли еще какие-нибудь требования?"
Сюй Чуань улыбнулся и сказал: "Пока нет, тогда я прошу вас, ректор Тань, заняться этим вопросом."
"Да что вы, какие проблемы, это моя работа." Тань Шаоюань махнул рукой и сказал: "Это студенты, которых вы выберете, им и Нанкинскому университету повезет."
Сюй Чуань улыбнулся, попрощался с новым ректором Танем и вернулся в свой кабинет.
В комнате было пусто, Цай Пэн неизвестно куда пропал, он не обратил на это особого внимания, включил компьютер и продолжил дорабатывать свои вчерашние наброски по аэрокосмическому двигателю.
Космонавтика и авиация - это два разных понятия.
Хотя их смысл может показаться похожим, но разница большая.
Космонавтика - это общее название всех видов деятельности по входу, исследованию, разработке и использованию космоса и небесных тел за пределами Земли, двигатель должен работать в бескислородной среде.
А авиация - это только полеты (навигация) летательных аппаратов в атмосфере Земли (воздушном пространстве), обычно для топлива требуется кислород из атмосферы.
Это не одно и то же.
В настоящее время аэрокосмические двигатели делятся на четыре основных типа: твердотопливные ракетные двигатели, жидкостные ракетные двигатели, электромагнитные двигатели и ядерные двигатели.
В большинстве стран обычно используются жидкостные ракетные двигатели, в которых в качестве топлива для аэрокосмических двигателей используется жидкое топливо.
Хотя тяга твердотопливных ракет выше, чем у жидкостных, при одинаковом весе, и конструкция проще. Но время горения твердого топлива довольно короткое, обычная ракета-носитель может работать всего две-три минуты.
За такое короткое время отправить спутник или космический аппарат в космос практически невозможно.
Вдобавок к невозможности регулировать тягу, нестабильному горению и другим проблемам. Твердое топливо в современных ракетах используется довольно редко.
Конечно, по мнению Сюй Чуаня, и твердотопливные, и жидкостные ракеты имеют один неизбежный недостаток.
Это слишком низкий удельный импульс.
По сравнению с электромагнитными аэрокосмическими двигателями, удельный импульс двигателей на ископаемом топливе не превышает пятисот секунд.
А самый обычный электромагнитный аэрокосмический двигатель может легко достичь удельного импульса более тысячи секунд, а те, что имеют отличные характеристики, могут достичь удельного импульса более пяти тысяч секунд.
Так называемый удельный импульс, если говорить профессиональным языком, - это мера эффективности, с которой реактивный двигатель (ракетный двигатель, использующий топливо, или реактивный двигатель, использующий топливо) производит тягу.
Конечно, если понимать это проще, то можно понимать как "время, в течение которого ракетный двигатель может производить тягу в один 'килограмм-силу', используя один килограмм топлива".
Например, американский космический шаттл, его основной двигатель обычно использует жидкий кислород/жидкий водород, удельный импульс в вакууме составляет 452,3 секунды.
Но за высоким удельным импульсом электромагнитного аэрокосмического двигателя скрывается слабость - гораздо более низкая тяга, чем у ископаемого топлива.
Современные электромагнитные аэрокосмические двигатели обычно имеют тягу порядка микроньютонов или миллиньютонов.
Без преувеличения, он не способен отправить в космос даже яйцо.
Никто не сомневается в потенциале электромагнитных аэрокосмических двигателей после реализации технологии управляемого термоядерного синтеза.
Но сейчас, даже он, как "отец управляемого термоядерного синтеза", ломает над этим голову.
Даже если он сможет найти способ максимально уменьшить термоядерный реактор, или использовать миниатюрный реактор деления, а затем соединить его с магнитогидродинамическим генератором и втиснуть в космический аппарат, слишком слабая тяга электромагнитного аэрокосмического двигателя все равно останется огромной проблемой.
"Возможно, мне стоит обратиться за советом к экспертам в области космонавтики, ведь я не специалист в этой области."
Записав некоторые мысли в своем мозгу, Сюй Чуань решил через некоторое время обратиться к экспертам в области космонавтики, чтобы узнать, можно ли создать мощную систему электромагнитных аэрокосмических двигателей.
Что касается способа движения на ископаемом топливе, то он уже выбросил его из головы.
Ведь химические ракеты уже достигли своего предела, и дальнейшее значительное увеличение удельного импульса практически невозможно.
Но если технология мощных электромагнитных аэрокосмических двигателей и высокоэнергетических источников питания действительно будет реализована, то благодаря преимуществу электротяги в удельном импульсе, она вполне может заменить ракеты на ископаемом топливе.
Еще более важным является дальность полета.
Если использовать ядерный синтез для питания космического корабля, то помимо возможности возвращаться на Землю и обратно, космический корабль сможет летать на Луну, Марс и дальше.
И даже при достаточном энергоснабжении скорость космического корабля может увеличиться в несколько раз, что значительно сократит время полета на Луну и Марс и обратно.
Записав некоторые мысли в своем мозгу, Сюй Чуань открыл браузер и начал искать информацию о том, что произошло в научном мире за последние два года.
За два с лишним года руководства проектом управляемого термоядерного синтеза в Цисяшань он почти отдалился от мира математики и физики.
Хотя он все еще поддерживал связь с некоторыми старыми знакомыми, он не знал, произошло ли что-нибудь еще в мире математики и физики за эти два года.
Просматривая некоторые события в мире математики и физики за последние два года, он увидел всплывающее уведомление от arXiv.
【Первый сверхпроводник при комнатной температуре и нормальном давлении!】
Увидев всплывающее окно в правом нижнем углу, Сюй Чуань явно опешил.
Сверхпроводящий материал при комнатной температуре?
Что происходит?
Быстро проведя мышью вправо, он открыл уведомление arXiv и перешел по ссылке.
"Аннотация: Первый сверхпроводник при комнатной температуре и нормальном давлении, Субэй Ли, Цзинь Чжисюнь, Цюань Юнъюнь."
"Мы впервые в мире успешно синтезировали сверхпроводник при комнатной температуре (tc≥400k, 127c), работающий при нормальном давлении, с модифицированной структурой свинцово-фосфатного апатита (kl-66). Сверхпроводимость kl-66 подтверждается критической температурой (tc), нулевым удельным сопротивлением, критическим током (ic), критическим магнитным полем (hc) и эффектом Мейснера. Сверхпроводимость kl-66 обусловлена незначительной объемной усадкой (0,48%), вызванной незначительной структурной деформацией, а не внешними факторами, такими как температура и давление."
"Его усадка вызвана заменой ионов свинца на медь 2+ в изолирующей сети фосфата свинца 2+(2) и вызывает напряжение. Оно одновременно передается на цилиндр pb(1), вызывая деформацию границы раздела цилиндра, что создает сверхпроводящие квантовые ямы (sqw) в границе раздела. Результаты теплоемкости показывают, что новая модель применима для объяснения сверхпроводимости kl-66."
"Уникальная структура kl-66 позволяет сохранять незначительную искаженную структуру в границе раздела, что является наиболее важным фактором, позволяющим kl-66 сохранять и проявлять сверхпроводимость при комнатной температуре и нормальном давлении"
Краткая аннотация, предоставленная arXiv, быстро промелькнула перед глазами Сюй Чуаня, и в то же время соответствующая статья уже была загружена.
Нетерпеливо он быстро открыл загруженную статью.
Сверхпроводимость при комнатной температуре?
В прошлой жизни он не слышал о каких-либо выдающихся исследованиях в этой области в Южной Корее, откуда это вдруг взялось?
С сильным сомнением в сердце Сюй Чуань быстро просмотрел всю статью.
Однако после прочтения статьи в его глазах читались только два больших слова "нелепость".
И не зря.
Только потому, что способ синтеза этого сверхпроводящего материала kl-66 при комнатной температуре просто перевернул его представление.
Первый шаг - синтез ланаркита с помощью химической реакции. Смешайте порошки оксида свинца и сульфата свинца в равных пропорциях (50%) в керамическом тигле. Нагрейте смесь порошков в печи при температуре 725 градусов Цельсия в течение 24 часов в присутствии воздуха. Во время нагревания смесь вступает в химическую реакцию и образует ланаркит.
Второй шаг - синтез кристаллов фосфида меди. Смешайте порошки меди и фосфора в тигле в соответствии с пропорциями. Запечатайте смесь порошков в тиристоре по 20 см на грамм, вакуум 10 в минус 3 степени Торр. Нагрейте запечатанную трубку, содержащую смесь порошков, в печи при температуре 550 градусов Цельсия в течение 48 часов, в процессе чего смесь вступает в реакцию и образует кристаллы фосфида меди.
Третий шаг - измельчите ланаркит и кристаллы фосфида меди в порошок, смешайте в тигле, затем запечатайте в тиристоре, вакуум 10 в минус 3 степени Торр. Нагрейте запечатанную трубку, содержащую смесь порошков, в печи при температуре 925 градусов Цельсия в течение 5-20 часов. В процессе этого сера в сульфате свинца испаряется в процессе реакции, смесь вступает в реакцию и превращается в конечный материал, kl-66.
Три шага, процесс синтеза не только необычайно прост, но и сырье легкодоступно.
Согласно методу и этапам, приведенным в статье, способ синтеза этого нового материала, несомненно, похож на "ручную работу".
Да, в буквальном смысле слова, его можно сделать вручную.
Если этот способ действительно может синтезировать сверхпроводящий материал при комнатной температуре, то даже он не удержался бы от сомнений в том, что технологическое древо человечества в области материалов было полностью искривлено.
Способ синтеза этого сверхпроводящего материала и материалы слишком "дешевы".
Конечно, Сюй Чуань не сразу же опроверг, что этот сверхпроводящий материал kl-66 при комнатной температуре является подделкой.
Независимо от того, насколько нелеп его процесс синтеза, независимо от того, насколько он примитивен, для его подтверждения или опровержения необходимо провести тщательные и многократные эксперименты.
И, честно говоря, в области материалов такое не является невозможным.
Ведь с помощью одного скотча можно получить самый универсальный в мире материал "графен" и получить за это Нобелевскую премию, что тоже реально происходило в истории.
Если рассказать об этом другим, то они подумают, что это, наверное, какой-то невежественный автор написал роман.
Ведь это действительно слишком нелепо.
И этот южнокорейский материал kl-66 такой же, не смотрите на то, что его процесс синтеза кажется нелепым и примитивным, в области материалов такое не является невозможным.
Иногда, возможно, если вы поместите в проектную группу "карпа кои", которому невероятно везет и который ничего не понимает в материалах, он может принести вам удачу и в мгновение ока создать какой-нибудь новый материал, который обеспечит вас на всю оставшуюся жизнь.
Материалы - это, вероятно, область, где, помимо опыта, все зависит от удачи.