Grafitová platforma dokáže levitovať bez potreby externého napájania
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 16. 4. 2024
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Magnetická levitácia sa s rôznym úspechom používa na vznášanie všetkého, od žiaroviek až po vlaky, no zvyčajne si vyžaduje zdroj energie. Japonskí vedci však vyvinuli spôsob, ako z obyčajného grafitu vyrobiť vznášajúcu sa platformu, ktorá nevyžaduje žiadne externé napájanie.
Ak ste sa niekedy pokúšali stlačiť k sebe dva magnety s rovnakým nábojom, viete, ako funguje odpudivá sila. Ak je magnetické pole dostatočne silné, predmety vyrobené z určitých materiálov, takzvaných diamagnetických materiálov, môžu účinne levitovať nad povrchom. To možno vidieť na množstve efektných levitujúcich komerčných výrobkov, od hodín cez lampy až po reproduktory. Špičková technológia využíva supravodiče na levitáciu ťažších predmetov, ako sú napríklad vlaky maglev, ktoré sa pohybujú vysokou rýchlosťou s malým trením.
Problémom všetkých týchto systémov však je, že si vyžadujú externé zdroje energie a v prípade supravodičov aj teploty blízke kryogénnym teplotám. Preto v rámci novej štúdie vedci z Okinawského inštitútu vedy a techniky (OIST) vyvinuli lacný materiál, ktorý dokáže levitovať nad magnetickými povrchmi bez potreby energie.
Začali s obyčajným grafitom, ktorý je vysoko diamagnetický. To znamená, že môže levitovať nad magnetmi, no len na krátky čas. Tok elektrických prúdov cez grafit spôsobuje stratu energie, ktorá rýchlo spôsobí, že levitujúci objekt spadne. Tento jav je známy ako tlmenie vírenia.
Aby sa tomu zabránilo, tím chemicky pokryl častice grafitu oxidom kremičitým, ktorý je elektricky izolujúci. Nakoniec sa obalené častice grafitu zmiešali s voskom a sploštili do dosiek s plochou približne 1 cm2. Grafit pritom zostáva diamagnetický, ale izolácia zabraňuje strate energie, ktorá poháňa levitáciu. Počas testov sa ukázalo, že grafitové platformy potiahnuté oxidom kremičitým môžu dlhodobo levitovať nad povrchom tvoreným magnetmi so striedavými severnými a južnými pólmi.
Tím tvrdí, že tento systém levitujúcich platforiem by mohol viesť k novým typom senzorov, ktoré merajú silu, zrýchlenie a gravitáciu. Pre ešte presnejšie kvantové senzory sa v inej verzii technológie využíva spätná magnetická sila na nepretržitú korekciu vertikálnych pohybov platformy, ktorá sa ochladzuje, aby sa znížila jej kinetická energia. Kompromisom je však potreba externého napájania.
Výskum bol uverejnený v magazíne Applied Physics Letters. Levitujúcu platformu si môžete pozrieť v akcii vo videu TU.
