“悬浮滑板”与“磁悬浮高铁”|神奇的超导现象秘密在液氮
2019-10-26 阅读(人)
“悬浮滑板”与“磁悬浮高铁”|神奇的超导现象秘密在于低温液氮
科幻电影《回到未来2》主角 Marty McFly 踩着悬浮滑板从马路咻咻咻地飞到水面,好莱坞电影就是能激发人们对未来世界的憧憬。而在真实世界中,悬浮技术早在几十年前就已成为了现实。但在2015年,雷克萨斯 Amazing In Motion 计划的其中一个项目,就真的实现了骚年的悬浮滑板梦。
雷克萨斯发布的一段预告片视频,展示了它们的最新科技 Hoverboard,这个貌似电影中 Marty McFly 从小朋友手中抢来的 “悬浮滑板”,有着更现代的造型,雷克萨斯声称这是全球第一款真正能够悬空滑行的滑板,造价超过 $10,000 美刀!
有人说这是把不可能变为可能的大胆尝试,也有人说目前就只能做到这样了。
为了这块滑板,雷克萨斯特意找来了德累斯顿 IFW 和Evico 公司的科学家共同研发,除了悬浮滑板,其实还包括一个横跨200 米的滑板公园,也就是我们在视频中看到的公园。这个公园其实也是由永磁铁科技打造而成,也就是说,只有特殊定制的地面才能让这块滑板真正漂浮起来,那是因为地磁强度根本支撑不了这块滑板自身的重量,何况上面还得站个人,所以视频里的滑板骚男从头到尾都没有踩在上面飞起来。那增加了未来气息的冒烟不是艺术加工效果,而是吸收热量被蒸发的液态氮。
雷克萨斯用来冷却的高温超导材料是临界温度在 -190’c 左右的液态氮。Hoverboard 之所以能悬浮起来,其实是借助了 “高温超导” 的原理,即超导材料在达到极低的临界温度时其电阻变为零,同时产生抗磁性。通过将液态氮冷却的超导体和永磁体的结合来实现无摩擦运动。
特殊技术打造的场地是一个技术难题,同样还有一个问题也让科学家们感到头疼:板内的超导体必须用液氮冷却在零下197摄氏度的温度下,因此每隔10分钟里面就需要添加液氮。
我们再来看看中国的磁悬浮高铁,中国的高铁享誉世界,新时代的高铁给人们带来的不仅是便捷,更是旅途中的享受。
2016年5月6日中国首条具有完全自主知识产权的中低速磁浮范线,长沙磁浮快线开通试运营,该线路是世界上最长的中低速磁浮运营线。
2018年6月,我国首例商用磁浮2.0版列车下线,速度达到令人敬畏的420公里每小时,然而这一切并没有就此止步。为了追求更快的速度和更稳定的性能,我国在磁悬浮领域不断探索新的可能,就在近日,西安交大超导研究所有了新的成果,它们做了个有趣的模型,给对轨道中行驶的玩具加上了零下196摄氏度的液氮,神奇的事情发生了,小车悬浮在了空中,因此它和轨道的摩擦力变为0,只要轻轻一推,玩具就会不停地向前运动,可以360度旋转不受地球引力影响,这就是未来磁悬浮技术3.0版本高温超导磁悬浮技术。
并且早在2015年我国就已经搭建出高温超导磁悬浮列车的模型,并且加入了真空环境,速度达到了令人恐惧的1000公里每小时,甚至比飞机还快,目前美国在高温超导磁悬方面的研究不过是提出实验理论,处在分布式实验阶段,而我们中国可以说已经掌握了真空管道高温超导磁悬浮列车的全部技术,但为什么我们国家没有大规模建设高温超导磁悬浮列车呢?主要是因为如果我们用目前的技术去建造真空管道的话,每公里需要10亿人民币,成本过于高昂。
不过中国是一个连上帝也看不透的国家,它正以看不清的速度快速发展,未来必成为世界强国,引领世界走向高铁的新时代。