室温超导之战又起风云,百花齐放有望突破瓶颈
继核聚变、ChatGPT之后,“室温超导”领域迎来新的技术突破。据报道,今年3月7日举行的“静态超导实验”报告会议上公布了一份最新研究成果:迪亚兹团队通过实验,创造出了一种在室温和相对较低压力的可在实际条件下工作的“超导体”。
该超导体由氢、氮和镥(Lu-N-H)三种金属元素材料混合、放置在“金刚石压砧”装置中加压,在约21℃温度下、以及1万个标准大气压的压力下进入超导状态,失去了对电流的阻力,从而实现这种新型超导体在室温环境中应用的可能。
1、什么是超导体?
超导体(英文名:superconductor),又称为超导材料,指在某一温度下,电阻为零的导体。在实验中,若导体电阻的测量值低于10-25Ω,可以认为电阻为零。
2、超导体具有什么特性?
(1)完全导电性:零电阻效应,指温度降低至某一温度以下,电阻突然消失现象。
(2)完全抗磁性:指在磁场强度低于临界值的情况下,磁力线无法穿过超导体,超导体内部磁场为零的现象。
(3)通量量子化:指当两层超导体之间的绝缘层薄至原子尺寸时,电子对可以穿过绝缘层产生隧道电流的现象,即在超导体—绝缘体—超导体结构可以产生超导电流。
3、超导体是如何被发现的?
1911年,荷兰科学家卡末林—昂内斯用液氦冷却汞,到4.2(-268.95℃)时,第一次发现超导电性。卡末林因研究物质在低温下的性质,获得1913年诺贝尔奖。
1957年,第一个真正能描述超导现象的BCS理论诞生。
1986年,缪勒和柏诺兹在铜氧化合物体系发现陶瓷性金属氧化物LaBaCuO4具有高温超导性,Tc为 35K(﹣240.15℃)。此后,高温超导的研究迅速发展。
2012年,德国莱比锡大学发现石墨颗粒能在室温下表现出超导性。
2016年,英国爱丁堡大学E.Gregoryanz等人在325 GPa获得了氢的一种 “新固态”,认为可能是金属氢,论文发表在《自然》杂志。
2017年,美国哈佛大学研究团队宣布在495 GPa下实现了金属氢。
2019年,德国科学家在马克斯·普朗克化学研究所用镧超氢化物在170万个大气压的高压下实现Tc为 -23摄氏度。
2020年,迪亚兹团队创造出一种三元氢化物(C-S-H),在267万个超高大气压下,实现了转变温度为15摄氏度的超导电性,发表在Nature杂志,后被撤稿。
4、超导体有哪些作用?
这是一项具有远大战略意义的高新技术,可以广泛用于信息、检测、交通运输、电力技术等领域,有着重要的研究和开发价值。凡是用到电的地方,它都有划时代的意义。
5、目前哪些国家在申请相关专利?
主要集中在美日中德,申请技术集中在:制备处理方法及相应用超导体的相关器件,如线缆;以及应用过程中与之相关控制条件的衍生技术等。


可以看到近20年发展态势一直较好,最近几年专利申请有下降趋势,可能因为技术研发难度较大,研究出更高临界转变温度的超导体较为困难,但在科学的世界,没有什么是不可能的。
毕竟,梦想还是要有的,万一哪天被实现了呢?