Научный прорыв в области 3D-печати сверхпроводников совершили специалисты в США. Новая методика открывает широкие возможности для применения в квантовой электронике и других высокотехнологичных сферах

В основе метода — специальный состав из сополимеров и неорганических наночастиц, который в процессе печати самоорганизуется, а после отжига превращается в пористые кристаллические сверхпроводники. Такой «одноэтапный» процесс (one-pot) исключает необходимость многоступенчатого синтеза, использования множества порошков, связующих компонентов и repeated нагревов.

Новая технология позволяет контролировать структуру сверхпроводников на трёх уровнях: атомном (кристаллическая решётка), мезоскопическом (благодаря самоорганизации сополимеров) и макроскопическом (в виде готовых компонентов схемы — катушек, спиралей и других сложных форм). Метод был успешно испытан на нитриде ниобия, который демонстрирует сверхпроводимость при охлаждении до −256 °C и сохраняет свои свойства в магнитных полях силой до 50 тесла — значительно выше, чем у аналогов этого класса. Напечатанные элементы подтвердили работоспособность даже в условиях максимального для них магнитного поля.

Применение порошковой 3D-печати для создания сверхпроводников не только упрощает их производство, но и открывает перспективы для улучшения целого ряда технологий — от магнитов для МРТ до квантовых устройств.

«Мы долго шли к этому результату, — отмечают исследователи. — Наша работа демонстрирует, что можно не только печатать сложные формы, но и придавать материалам свойства, ранее недостижимые».

В планах команды — адаптировать этот подход для других сверхпроводящих соединений, включая нитрид титана, а также исследовать сложные трёхмерные структуры, которые невозможно получить традиционными методами. Кроме того, пористая архитектура материала обеспечивает рекордную площадь поверхности, что может быть востребовано в исследованиях квантовых материалов и устройств нового поколения.

Если вам понравился материал, кликните значок - вы поможете нам узнать, каким статьям и новостям следует отдавать предпочтение. Если вы хотите обсудить материал - не стесняйтесь оставлять свои комментарии : возможно, они будут полезны другим нашим читателям!