Magie fyziky: Plátek grafitu levituje, aniž by potřeboval energii  
Magnetická levitace vypadá jako zázrak, ale je zcela reálná. Problém je, že obvykle vyžaduje vnější zdroj energie nebo se s ní pojí technické potíže. Tým japonského institutu OIST upravil grafit, který je diamagnetický, ale jeho levitace je jenom velmi dočasná, kvůli rušivým elektrickým proudům. Nový materiál obsahuje částice grafenu obalené křemenem a levituje jako o život.
Levitující grafit. Kredit: OIST.
Levitující grafit. Kredit: OIST.

Zná to každý, kdo k sobě přiblížil magnety stejným pólem. Působí na sebe odpudivou silou. Když jsou magnety silné, je silná i odpudivá síla. Pokud se do silného magnetického pole dostane diamagnetický materiál, tedy takový, co je magnetický jen v přítomnosti vnějšího magnetického pole, třeba uhlík nebo měď, tak dotyčný materiál levituje.

 

Jason Twamley. Kredit: OIST.
Jason Twamley. Kredit: OIST.

V dnešní době to už není nic moc výjimečného. Objevují se rozmanité komerční produkty, které levitují, od aplikací pro domácnost až po maglevy, co se řítí po magnetickém polštáři vytvořeného s pomocí výkonných supravodivých magnetů. Všechny tyto technologie mají ale společné to, že potřebují vnější zdroj energie. Pokud jde o supravodivé magnety, ty ještě potřebují kryogenní teploty, což je úžasný žrout energie.

 

Částice grafitu potažené křemíkem (zeleně). Kredit: OIST.
Částice grafitu potažené křemenem (zeleně). Kredit: OIST.

Odborníci japonského institutu Okinawa Institute of Science and Technology (OIST) přišli s pozoruhodnou technologií, která ve své základní podobě žádnou vnější energii nepotřebuje. Vyvinuli materiál, který je levný a dokáže levitovat nad magnetickými povrchy, aniž by potřeboval vnější energii.

 

Jason Twamley a jeho kolegové použili jako základ pro nový materiál starý dobrý grafit, který je sám o sobě vysoce diamagnetický, takže v magnetickém poli levituje. Má to ale háček. Grafit vydrží levitovat jen krátce. Elektrické proudy procházející skrz grafitem připraví systém o energii a grafit spadne.

 

Aby tento problém vyřešili, Twamley a spol. chemicky pokryli částice grafitu v materiálu vrstvou křemene, tedy oxidu křemičitého, což je elektrický izolant. Takto upravené částice grafitu smíchali s voskem a vyrobili plátky o velikost zhruba 1 centimetr čtvereční. V této úpravě zůstává grafit diamagnetický a zároveň nepodléhá zmíněnému problému s elektrickými proudy. Experimenty potvrdily, že výsledný materiál vydrží levitovat po dlouhou dobu. Podle vědců se může stát základem nových typů senzorů, například pro měření síly, zrychlení nebo gravitace.

 

Vimeo: The graphite composite plate floats above magnets - SPUSTIT ZDE

 

Video: Jason Twamley in Quantum Gravity in Lab Forum

 

Literatura

New Atlas 10. 4. 2024.

Applied Physics Letters 124: 124002.

Datum: 10.04.2024
Tisk článku

Související články:

Převratná studie o materiálu supravodivém za běžných podmínek sklízí kritiku     Autor: Dagmar Gregorová (02.08.2023)
Materiálová magie: Špetka grafenu razantně zvýší vodivost mědi     Autor: Stanislav Mihulka (25.12.2023)
První funkční polovodič z grafenu nabízí nový typ elektroniky     Autor: Stanislav Mihulka (08.01.2024)



Diskuze:


Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce








Zásady ochrany osobních údajů webu osel.cz