<h1><b style="color:rgb(237, 35, 8);">“室温超导”这个近期科学界最大的新闻一出,便在全世界引发广泛热议。其爆炸性在于“室温”,美国罗切斯特大学兰加·迪亚斯研究团队声称发现了一种镥、氮、氢化物,可在约20.6℃的温度和1万个大气压下表现出超导性。</b></h1> 超导电性 <h1><b style="font-size:22px; color:rgb(237, 35, 8);">超导是什么?</b></h1><h1><br></h1><h1><b style="font-size:22px;">超导就是超级导电。超导体的电阻为零,意味着电子在材料里“跑”的时候没有阻碍。这个现象是1911年荷兰物理学家卡默林·昂尼斯发现的。他发现汞在温度降至4.2K(即摄氏零下269度)附近时突然进入一种新状态,其电阻小到实际上测不出来,他把汞的这一新状态称为超导态。以后又发现许多其他金属也具有超导电性。</b></h1><h1><b style="font-size:22px;">1933年,荷兰的迈斯纳和奥森菲尔德共同发现了超导体的另一个极为重要的性质——当金属处在超导状态时,超导体内的磁感应强度为零,可把原来存在于体内的磁场排挤出去。</b></h1><h1><br></h1><h1><b style="font-size:22px;">神奇的超导现象激发了全球科学家的研究热情。百余年来,科学家们通过不断发现新的超导体,把在零下269 度低温下发生的超导现象提高到了摄氏零下100度。为此,先后有10位物理学家因为研究超导拿了诺贝尔奖。同时,超导技术在人类生产生活中也实现了很多应用。</b></h1><h1><br></h1> <p class="ql-block">超导现象之一:神奇的磁悬浮</p> <h1><b style="color:rgb(237, 35, 8); font-size:22px;">我国极其重视超导技术的研发和应用。目前,我国基本掌握了各种实用化超导材料的制备技术,在多个应用方面也取得了良好的发展。今后,我国超导材料及其应用领域应进一步加强超导材料及其应用装置的制备工艺研究,不断探索更高临界温度的超导体,并加强与超导技术应用密切相关的低温制冷技术和低温系统的研究,以进一步全面提升我国的超导材料及其应用技术的发展水平。</b></h1> 超导技术在核聚变、电网、交通、医疗、能源等都有广泛的应用 <h1><b>但是,在现有条件下,超导态目前只能在低温或非常高的压力下实现,成本较高且应用场景非常有限,这也激发了科学家寻找更高温度超导体的热情。</b></h1><h1><br></h1><h1><b>目前已知的超导,必须要在超级低的温度下才能实现。就算是所谓的高温超导材料,这个“高”也只是高到-100℃左右,还得借助沸点为-196℃的液氮。</b></h1><h1><br></h1><h1><b>从应用角度考虑,只有提高了它的临界温度,我们才可以不依赖那些低温设备,应用超导材料的成本才会大大降低。</b></h1><h1><b style="font-size:22px;">因此,当美国迪亚斯研究团队声称已实现常温高压下的超导现象时,全世界都为之欢欣鼓舞!</b></h1><h1><br></h1> 超导技术的广泛应用 <h1><b>尽管有不少专家对迪亚斯团队的研究持怀疑和观望态度,我国科学家做了三次重复实验未发现超导性,故这一成果能否得到认可,还有待验证。同时,单独就论文中描述的发现内容来看,近常压(1万个大气压)其实离我们熟悉的常压(1个大气压)还很遥远,面对产业应用需达到吨量级的产量,更是一条无法逾越的鸿沟。</b></h1><h1><b>但是,发现了常温20℃的超导材料却让人们看到了实现常温常压超导性的曙光。</b></h1><h1><b>如果能发现近常压室温的超导材料,那意味着什么?</b></h1><h1><b style="font-size:22px;">“意味着科学家们追逐百余年的梦想,终于实现了!”中国科学院物理研究所、超导国家重点实验室研究员罗会仟说,未来似乎一切可期:“如果超导材料能实现大批量生产,生活中一切用到电和磁的地方都可以用到超导体。”罗会仟举例说,比如输电,为了减少输电的损耗,只能加几千伏上万伏的电压,即使这样还是会有大约15%的损耗。如果用超导,就不会存在能量衰减。“不要小看这15%的损耗,这意味着人类在使用地球能源上,可以多用一二百年。”“超导体还有抵御外磁场侵入的能力,当有磁体靠近超导体时,便会受到很强的斥力。这样一来,人类或将迎来极低成本的电磁相关的科技应用,能源也不再和危机划等号。”</b></h1><h1><b style="font-size:22px; color:rgb(237, 35, 8);">让我们热烈地期盼常温超导的实现,尽管也许还要等待十年、二十年、甚至更长的时间。</b></h1><h1><br></h1><h1><br></h1> 本篇部分内容引自 科普时报记者 史诗的文章《室温超导,听上去很美》科普时报,2023.3.17.