Thoisoi

Сверхпроводимость - это состояние вещества, при котором оно теряет абсолютно все внутреннее сопротивление. До 50-х годов 20-го века ученые для своих исследований использовали так называемые сверхпроводники 1-го типа, то есть те вещества и металлы, которые приобретали свойства сверхпроводимости только при температурах жидкого гелия (от 4 до 20 Кельвин = от минус 269 до -253  градусов по Цельсию.)

Позже, начали появляться так называемые высокотемпературные сверхпроводники, которые теряли свое сопротивление уже при более высоких по меркам физиков температурах  - около  минус 196 градусов по Цельсию, то есть при температуре кипения жидкого азота, который в десятки раз дешевле жидкого гелия.

Эти вещества стали называть сверхпроводниками 2-го типа. Одним из таких соединений является керамика из оксидов иттрия, меди и бария, с составом YBa2Cu3O7−x и сокращенно называется YBCO. Впервые эту керамику получили в университете Алабамы, США в 1987 году. Сегодня этот тип керамики наиболее распространен среди сверхпроводников,  с недавних пор его изготавливает и российская компания Русский сверхпроводник по немецким патентам. Получают данные сверхпроводники путем спекания оксидов иттрия, бария и меди при температуре 950 градусов в течение 12 часов, после чего полученную смесь измельчают. Далее, измельченную смесь прессуют в таблетки и спекают еще 12 часов при температуре 950 градусов с подачей в печь чистого кислорода. После, смесь охлаждают со скоростью 100 градусов в час или еще медленнее, для создания тех кристаллов внутри керамики.

Если такую керамику охладить до температуры жидкого азота, а потом поднести к ней мощный неодимовый магнит, то в сверхпроводнике начнут образовываться так называемые токи Фуко, проще говоря сверхпроводник образует свое собственное магнитное поле, схожее по силе с полем магнита. В результате магнит может левитировать над сверхпроводником, это эффект называют квантовым замком. На фото видна визуализация силовых линий магнита и сверхпроводника.

Сегодня свойства высокотемпературной сверхпроводимости применяют во многих областях. К примеру, керамику с немного другим составом (Bi2Sr2Can−1CunO2n+4+x) применяют в большом Коллайдере для создания крайне мощных магнитных полей. YBCO сверхпроводником покрывают гибкие ленты, которые могут использоваться в токамаках, то есть в реакторах термоядерного синтеза для поддержания нужной энергии.

Кроме этого, всеми известные МРТ сканеры тоже используют свойства сверхпроводимости для создания мощнейших магнитных полей, хотя вместо дорогой керамики (цена кусочка YBCO размером 4х4х1см равна 200 евро), в  МРТ используют охлаждаемый жидким гелием сплав ниобия и олова - тоже сверхпроводники 2-го типа.

Если хотите увидеть больше про сверхпроводники - можете посмотреть это видео:

Эти кристаллы сделаны из металла - висмута, который в таблице Менделеева находится под номером 83.

Такие кристаллы можно легко сделать и самому в домашних условиях. Нужно лишь купить висмут и расплавить его на плите, это позволяет сделать низкая температура плавления этого металла - всего 271 градус по Цельсию. После того, как металл расплавился, плитку выключают и ждут пока висмут частично затвердеет.

После этого оставшийся жидкий металл сливают, а на дне и на стенках емкости остаются красивые кристаллы, которые потом можно легко расколоть, так как висмут - очень хрупкий металл.

Застывающий висмут образует кристаллы правильной формы, которую задает кристаллическая решетка этого элемента. В итоге можно получить вот такие красивые кристаллы, которые на воздухе покрываются оксидной пленкой, от чего становятся разноцветными. Цвета обусловлены разной толщиной оксидной пленки на поверхности металла.

Чем чище будет исходный висмут, тем крупнее получатся кристаллы. Сейчас висмут можно купить на алиэкспресс, так как китайцы отлично освоили производство и очистку висмута.  Еще можно заказать его в России или поискать в химических магазинах.

Полученные разноцветные кристаллы висмута могут стать отличным подарком в качестве сувенира, особенно если сделаны собственными руками. Висмут абсолютно не токсичен, сейчас даже свинцовые грузила для рыбалки заменяют на висмутовые, а также в припое токсичный свинец заменяют на висмут. Субсалицилат висмута используют при пищевых отравлениях в качестве лекарства. Не бойтесь висмута)