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“室温超导”大突破!整个物理圈都炸了!

德高行知情郎 2023-03-13 10:38 发文

知情郎·眼|

科技那些事儿

最近,一条有关“室温超导”的消息震惊了物理学界。“室温超导”这样一个极具学术性意味的词汇还一举登上微博热搜。

据了解,是美国拉斯维加斯罗彻斯特大学的物理学家RangaDias及其团队在美国物理学会会议上宣布,他们找到了一种新的材料,名为三元镥氮氢体系,实现了“室温超导”

很少有科学发现能像在室温、相对温和的压力下实现超导性的材料那样彻底地改变人类科技。在能源和环境问题日渐突出的当今世界,超导对能源、交通、信息产业产生巨大的推动作用,说是掀起新一轮的工业革命也不为过,这也是为什么发现室温超导这么激动。

什么是“室温超导”?

超导材料,也叫超导体,是指在一定条件下呈现超导电性的材料,超导材料不仅具有零电阻的特性,还完全抗磁性,使得其在传输电流的过程中几乎不发热、几乎不损耗能量。而一般常规材料,在导电过程中都会消耗大量能量。

科学家们早在一个多世纪以前就发现了超导材料的存在,目前,已发现有20多种元素和几千种合金和化合物可以成为超导体。

但很长一段时间内,能够实现超导的材料一直需要在非常低温的条件下才能达成,应用相对较窄,而此次引起热议的“室温超导”意味着超导材料能够不需要严苛的条件,在室温下实现零电阻通电,如果能够真正实现,将会极大降低超导材料的维护成本,使超导体能够被广泛应用,对人类的生产和生活都产生巨大的影响。

超导有哪些应用?

尽管超导材料有成千上万种,但真正实用化的超导材料并不多,主要分为低温超导、高温超导。

早期,超导体被广泛使用在强磁体、超导量子计算机、高灵敏探测器等诸多重要领域。如今,超导已经走进我们的生活,如高温超导滤波器已被应用于手机和卫星通讯,并明显改善了通信质量;超导量子干涉器件(SQUID)装备在医疗设备上使用,则加强了对人体心脑探测检查的精确度和灵敏度;世界上首个超导示范变电站也已在我国投入电网使用。

超导材料阻抗性能好,利用超导体替换常规金属做微波器件,具有信噪比高、带边抑制明显、带宽控制灵活等多个优势。也许您使用的智能手机,其通讯基站就用到了超导滤波器,这些高性能微波器件同样在军事设备、卫星通讯、航空航天等领域大有所用。

我国超导研究怎么样

中国在超导的一些研究方向上,目前已经做到了世界领先水平。2008年,中国在高温超导领域有了重大突破。赵忠贤院士带领团队将铁基超导体的临界温度提高到了55K,推动中国高温超导研究走在世界最前沿。

铁基超导出现后,中国科学家实现了快速赶超。自此,很多新的铁基超导材料、包括超导机理方面的物性研究,均由中国科学家率先开展。直至今日,中国在超导基础研究领域,即材料和机理方面,都处在全球前列。

在应用方面,中国科学家做出了全球第一根百米级铁基超导的线材,走向了实用化道路。但一个材料从发现到应用,还需要很长的路要走。

从商业应用看,近几年民营资本投向高温超导带材应用领域,瞄准强磁场、可控核聚变、磁悬浮列车等。但商业化路途中还有很多根本问题需要克服,大规模应用还存在一定的瓶颈,特别是室温超导刚刚出现,即使被证实,商业化道路还是很漫长。

德高行知情郎认为任何科学研究都应该经得起验证,室温超导也不例外,这项工作势必要经过各个研究组的重复。如果经过多次重复之后,确定该结果的正确性,那将是划时代的工作。

【转载请注明德高行·知情郎】

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