Российские сверхпроводники пошли на рекорд

Отечественные ученые достигли крупного успеха в производстве высокотемпературных сверхпроводников. Первые образцы этих материалов оказались сравнимы с лучшими зарубежными аналогами и гораздо дешевле них.

Ученые Химического факультета МГУ достигли важной вехи в производстве отечественных высокотемпературных сверхпроводников. Явление сверхпроводимости, открытое век назад, заключается в способности некоторых материалов обладать нулевым омическим сопротивлением при низких температурах. Если сто лет назад сверхпроводимость наблюдалась у материалов вблизи абсолютного нуля температур (-273 °C), то открытые в последние годы сверхпроводники работают при куда более высоких температурах, например при температуре жидкого азота (-196°C). Сегодня ученые гонятся за температурой, при которой сверхпроводник может сохранять свои ценные свойства, и за максимальным током, который он может проводить. Эти параметры, наряду с критической величиной приложенного магнитного поля служат важнейшими характеристиками современных сверхпроводников.

На мировом рынке высокотемпературных сверхпроводников широкое распространение получили ВТСП-ленты, применяемые при разработке кабелей, токоограничителей, трансформаторов, моторов, генераторов, накопителей энергии.

До последнего времени наибольших успехов в производстве лент достигли две американские компании – SuperPower и American Superconducter. В основе технологии производства лент лежат методы получения оксидных слоев. Эти слои наносятся на металлическую ленту (подложку) и предотвращают контакт между ней и материалом сверхпроводника. Каждая компания для осаждения буферных слоев и ВТСП-покрытий разрабатывает собственные методы, которые можно отнести к физическим или химическим. В физических методах оксиды осаждаются на подложку из высокоэнергетического пучка атомов, выбитых из мишени. Для испарения мишени может использоваться, например, лазер. Однако этот метод требует создания глубокого вакуума и наличия дорогого и сложного оборудования.

В Лаборатории химии координационных соединений Химического факультета МГУ под руководством доктора химических наук Андрея Кауля разработали собственные химические методы осаждения. Один из таких методов -- это осаждение оксидов из паровой фазы металлорганических соединений (MOCVD= Metal Organic Chemiical Vapour Deposition). Достоинства этого метода в том, что не нужен глубокий вакуум и можно наносить покрытия на большие площади с большой скоростью.

Этот и ряд и других методов позволяют наладить потоковое производство ВТСП-лент в большом количестве. В июне ученые преодолели важный рубеж в разработке технологии ВТСП – на их образцах был получен критический ток, превышающий 100 А. «Сто ампер на сантиметр ширины -- это характеристики, достигнутые другими компаниями, и эта величина в дальнейшем может быть доведена до 200 и 300 ампер – до рекордных на сегодня величин. В перспективе можно ожидать, что характеристики ВТСП-провода могут превысить килоампер», -- пояснил корреспонденту Infox.ru один из разработчиков Сергей Самойленков. Преимущества отечественных разработок очевидны: стоимость образцов оказалась в десять раз ниже зарубежных аналогов.

Проводник идей

Финансирование проекта, поддержка научных кадров и закупка оборудования ведется на частные деньги. Инвестор – бывший сенатор Андрей Вавилов, основатель благотворительного фонда «Научный потенциал», создавший в 2006 году инновационную компанию «СуперОкс».

Компания занимается исследованиями в области сверхпроводников, способных в дальнейшем изменить облик электроэнергетики. «Мне показалось, что использование сверхпроводников – элемент нового технологического уклада, это то будущее, которое ждет нашу и не только нашу промышленность и в первую очередь энергетику», -- рассказал Infox.ru Вавилов. В планах бизнесмена открытие линии по поточному производству ВТСП-лент мощностью 1000 км продукта в год.

Однако в компании сетуют на полное отсутствие интереса государства к своим перспективным разработкам. На государственном уровне утверждена программа по поддержке исследований в области сверхпроводимости, во главе которой стал Росатом. «В начале какие-то люди приходили к нам, интересовались этим, сейчас почему-то этот интерес пропал. На это дело от государства запланировано около 4 миллиардов рублей, 765 миллионов уже выделено. Это чуть больше, чем мы всего потратили на исследования сверхпроводимости, однако у нас результат уже есть. Куда они потратили эти миллионы и смогут ли за те же деньги предъявить такие же образцы, какие есть у нас, -- вопрос, который можно задать Росатому», -- добавил Вавилов.