Les supraconducteurs pourraient potentiellement éliminer les aimants en vrac dans les machines allant des IRM et des tomodensitomètres aux moteurs électriques. Le hic ? Les supraconducteurs conventionnels à haute température sont constitués de métaux de terres rares coûteux et ont un processus de fabrication long et compliqué. Cela a amené l'attention à se déplacer vers les supraconducteurs fabriqués à partir de diborure de magnésium (ou MgB₂ ), qui est léger, bon marché et plus facile à fabriquer et à mouler en formes complexes.

Des recherches antérieures ont montré que l'utilisation de bore à l'échelle nanométrique pour fabriquer du MgB₂ se traduit par de meilleures caractéristiques magnétiques. Cependant, le bore commercial à l'échelle nanométrique est cher. Le broyage à billes, une méthode populaire de raffinage du bore, introduit des impuretés qui entravent les performances du supraconducteur. Ainsi, il existe un besoin pour un procédé à faible coût pour le raffinage à l'échelle nanométrique du bore. Maintenant, dans un article publié dans Ceramics International , une équipe de chercheurs du Shibaura Institute of Technology (SIT), dirigée par le professeur Muralidhar Miryala, a résolu ce problème en décrivant une toute nouvelle méthode peu coûteuse et efficace pour raffiner le bore.

L'équipe a utilisé une technique appelée ultrasons, une technique qui utilise des ondes ultrasonores pour agiter les particules dans un échantillon. Tout d'abord, ils ont placé du bore cristallin disponible dans le commerce dans de l'eau distillée. Celui-ci a ensuite été soumis à des ondes sonores ultrasonores de 20 kHz. Les chercheurs ont soumis le bore cristallin au traitement par ultrasons pendant des périodes de temps variables pour voir quelle période de temps serait idéale. Les échantillons de supraconducteur résultants ont été vérifiés pour les impuretés, la microstructure et les propriétés magnétiques.

"Nous avons constaté que nos échantillons de MgB₂ étaient d'environ 95% purs, ce qui est beaucoup plus élevé que la méthode de broyage à boulets qui ne produisait qu'une pureté de 75%. Les échantillons avaient une microstructure raffinée et présentaient une amélioration de 35 % par rapport aux autres méthodes. Tout cela a été réalisé avec seulement 30 minutes de traitement par ultrasons », explique le professeur Miryala. Cela rend cette nouvelle méthode d'ultrasons utilisant de l'eau distillée extrêmement efficace pour affiner le bore sans avoir à utiliser de matériaux coûteux. Cela réduit le coût de fabrication du MgB2 supraconducteurs tout en améliorant leurs caractéristiques magnétiques.

Selon le professeur Miryala, "Bien que les ultrasons en tant que méthode aient déjà été explorés pour le raffinage, les tentatives précédentes ont utilisé de l'éthanol ou de l'hexane. Cela augmente le coût du processus. L'utilisation d'eau distillée réduit le coût tout en étant aussi bonne ou encore mieux que les médiums précédents."

Dans l'ensemble, cette étude représente un pas en avant pour rendre les supraconducteurs facilement disponibles à des fins commerciales dans les dispositifs. En outre, l'étude met également en lumière la technique d'ultrasons, qui en est actuellement à ses premiers stades de développement. "Cette nouvelle technique ouvrira plus de pistes de recherche. D'autres chercheurs peuvent travailler à l'optimisation de cette méthode pour faire ressortir tout son potentiel ainsi qu'appliquer cette technique dans leurs domaines respectifs", commente le professeur Miryala. + Explorer plus loin

Réduire les coûts des aimants supraconducteurs grâce aux ultrasons