Što je supravodljiva žica?

Supervodljivi materijal je onaj koji, ispod određene vrlo niske temperature, nema nikakav električni otpor. Prema tome, supravodljiva žica je duljina žice napravljena od supravodljivih materijala. Dok je većina žica izrađena od fleksibilnih metala, neki od najboljih materijala za supravodične su krhke, pa se moraju pakirati u obliku praha u cijev da bi se mogli koristiti. Supervodljiva žica je korisna jer omogućuje veću gustoću struje od tradicionalnih žica. Međutim, kao i drugi supravodiči, supravodljiva žica zahtijeva vrlo niske temperature da bi funkcionirala, a proces hlađenja može biti prilično skup.

Visoka gustoća struje jedno je od glavnih razmatranja u dizajnu sklopova i vrlo je važna u projektiranju malih integriranih čipova za prijenosne elektroničke uređaje. Gustoća struje može se jednostavno opisati kao gustoća električnog naboja koji teče kroz vodljivi materijal. Većina vrsta vodiča, zbog električnog otpora, oslobađa veliku količinu topline pri posebno visokim gustoćama struje. S druge strane, supravodljiva žica nema električni otpor, tako da oslobađanje viška topline nije problem. Međutim, supravodljiva žica može generirati razine gustoće struje tako visoke da stvaraju magnetsko polje koje može imati štetan učinak na supravodljivost.

Jedan od glavnih izazova uspješne implementacije supravodljivih žica je potreba za ekstremno niskim temperaturama. Supervodljivi materijali gube svoju supravodljivost i počinju imati električni otpor iznad određene granične temperature, stoga je bitno da se materijali drže ispod te temperature. Mnoge vrste supravodljivih žica moraju se držati na temperaturama znatno ispod 30 Kelvina (-406°F), što zahtijeva upotrebu tekućeg helija ili tekućeg dušika. Neke vrste supravodiča, u fenomenu poznatom kao “supravodljivost na visokim temperaturama”, mogu funkcionirati na temperaturama do 125 Kelvina (-235°F). Hlađenje takvih supravodljivih materijala, iako još uvijek nije jednostavan zadatak, jeftinije je od upravljanja ekstremno niskim temperaturama koje su potrebne drugima.

Nažalost, mnoge oblike supravodiča, posebice visokotemperaturne, vrlo je teško pretvoriti u supravodljive žice. Mnogi visokotemperaturni supravodljivi materijali prilično su krhki, tako da njihovo razvijanje u tipične fleksibilne žice nije uvjerljivo. Često je potrebno napuniti cijev praškastim oblikom supravodljivog materijala. U mnogim slučajevima, prah je zatvoren u nekom obliku metala, zagrijavan i komprimiran u široku, ravnu žicu. Takva supravodljiva žica nema fleksibilnost tradicionalne žice, ali ipak može biti vrlo korisna.