Поможет ли супермагнит созданию «вечного двигателя»
15 Января 2021
Фото: сайт ЮУрГУ
Два челябинских вуза создают Центр сильных магнитных полей.
Ученые ЮУрГУ и ЧелГУ создают новую научную коллаборацию — Центр сильных магнитных полей. Как сообщили ученые, между вузами давно установилась тесные научные связи. К примеру, лабораторию функциональных материалов, открытую в ЮУрГУ в 2017 году, возглавляет советник при ректорате ЧелГУ Дмитрий Батаев. В ней исследуют квантовые кооперативные явления, материалы с памятью формы, с магнитокалорическим эффектом, углеродные материалы и наноразмерные структуры. Большие возможности может дать изучение эффекта сверхпроводимости, когда при сверхнизких, почти космических температурах почти исчезает трение, что дает надежду на создание хоть и не «вечного» двигателя, но с почти не ограниченным КПД.
По словам Дмитрия Батаева, одна из главных задач совместного центра — изучение так называемого магнитокалорического эффекта в сильных магнитных полях. По прогнозам, это позволит исследовать магнитные свойства нетрадиционного «сырья» для разработки постоянных магнитов, не содержащего дорогостоящих редкоземельных элементов, создавать уникальные материалы для сжижения газов.
Как пояснили разработчики ноу-хау, для хранения и транспортировки газа сейчас применяют сложные и энергоемкие компрессорные устройства, работающие при сверхнизких температурах. А наши ученые применили принципиально другой подход к сжижению газов — технологию магнитного охлаждения. Это может стать прорывным решением для водородной энергетики будущего. Водород — самый распространенный в природе элемент, но с его хранением возникает масса проблем. «Магнитный» метод поможет получать и хранить эту дешевую энергию с колоссальным запасом мощности.
«Мы недавно запустили крупный международный российско-немецкий проект «Фундаментальные основы сжижения природного газа с помощью магнитного охлаждения», — говорит Дмитрий Батаев. — Он финансируется Российским научным фондом и немецким Объединением Гельмгольца и призван помочь решению фундаментальной задачи науки — разработке материалов с заданными свойствами для сжижения газов с помощью магнитокалорического эффекта».
По словам ученых, уникальные свойства таких материалов могут послужить и для магнитной записи информации, сепарации, охлаждения до сверхнизких температур или магнитного удержания плазмы. Холодную плазму, которая может стать практически неиссякаемым источником энергии, способна удержать только магнитная «ловушка». Эти чудо-материалы могут послужить и медицине — для улучшения «чуткости» магнитно-резонансной томографии, использующей сильные магнитные поля для диагностики болезней. По мнению экспертов, они могут произвести революцию, например, в высокоскоростном железнодорожном транспорте.
Еще одно возможное применение сильных магнитных полей — для создания ускорителей элементарных частиц и исследования тайн микромира. А в фундаментальной науке они могут помочь изучению процессов, происходящих с веществом в недрах звезд.
«Спектр применения наших исследований практически безграничен, — подытожил Дмитрий Батаев. — Они могут найти применение в сверхпроводящих материалах, медицине, машиностроении и авиации, космосе, сельском хозяйстве, других отраслях. Для этого мы сотрудничаем с зарубежными научными центрами, налаживаем научное партнерство с институтами Российской академии наук, ведем совместные исследования с московским Институтом радиотехники и электроники им. В.А.Котельникова РАН. Эти проекты направлены на создание новых материалов для медицины, космоса, нанотехнологий и машиностроения. Будущий межвузовский Центр сильных магнитных полей поможет вывести их на совершенно новый уровень».
По словам Дмитрия Батаева, одна из главных задач совместного центра — изучение так называемого магнитокалорического эффекта в сильных магнитных полях. По прогнозам, это позволит исследовать магнитные свойства нетрадиционного «сырья» для разработки постоянных магнитов, не содержащего дорогостоящих редкоземельных элементов, создавать уникальные материалы для сжижения газов.
Как пояснили разработчики ноу-хау, для хранения и транспортировки газа сейчас применяют сложные и энергоемкие компрессорные устройства, работающие при сверхнизких температурах. А наши ученые применили принципиально другой подход к сжижению газов — технологию магнитного охлаждения. Это может стать прорывным решением для водородной энергетики будущего. Водород — самый распространенный в природе элемент, но с его хранением возникает масса проблем. «Магнитный» метод поможет получать и хранить эту дешевую энергию с колоссальным запасом мощности.
«Мы недавно запустили крупный международный российско-немецкий проект «Фундаментальные основы сжижения природного газа с помощью магнитного охлаждения», — говорит Дмитрий Батаев. — Он финансируется Российским научным фондом и немецким Объединением Гельмгольца и призван помочь решению фундаментальной задачи науки — разработке материалов с заданными свойствами для сжижения газов с помощью магнитокалорического эффекта».
По словам ученых, уникальные свойства таких материалов могут послужить и для магнитной записи информации, сепарации, охлаждения до сверхнизких температур или магнитного удержания плазмы. Холодную плазму, которая может стать практически неиссякаемым источником энергии, способна удержать только магнитная «ловушка». Эти чудо-материалы могут послужить и медицине — для улучшения «чуткости» магнитно-резонансной томографии, использующей сильные магнитные поля для диагностики болезней. По мнению экспертов, они могут произвести революцию, например, в высокоскоростном железнодорожном транспорте.
Еще одно возможное применение сильных магнитных полей — для создания ускорителей элементарных частиц и исследования тайн микромира. А в фундаментальной науке они могут помочь изучению процессов, происходящих с веществом в недрах звезд.
«Спектр применения наших исследований практически безграничен, — подытожил Дмитрий Батаев. — Они могут найти применение в сверхпроводящих материалах, медицине, машиностроении и авиации, космосе, сельском хозяйстве, других отраслях. Для этого мы сотрудничаем с зарубежными научными центрами, налаживаем научное партнерство с институтами Российской академии наук, ведем совместные исследования с московским Институтом радиотехники и электроники им. В.А.Котельникова РАН. Эти проекты направлены на создание новых материалов для медицины, космоса, нанотехнологий и машиностроения. Будущий межвузовский Центр сильных магнитных полей поможет вывести их на совершенно новый уровень».
Поделиться
