
当地时间3月7日,在美国拉斯维加斯举行的美国物理学会年度会议有着不一般的热闹场面。原本只能容纳不到100人的小会场,自一个有关室温超导的报告开始后不久,一度被挤得水泄不通。
来自美国罗彻斯特大学的助理教授兰加·迪亚斯等宣称,该团队发现了一种由氢、氮和一种名为镥的稀土元素混合制成的材料,可以在21℃和大约1GPa(约等于一万个标准大气压)的压力下实现室温超导电性。
这一会议后,连续几天,上海超导公司总工程师朱佳敏接到了非常多电话,很多人来问他,怎么看待这一结果。他有些惊讶,为何这件事如此出圈?
超导体的一个特性是“零电阻”,亦即电流通过时,没有因为受到任何阻力而导致损失,因此,这是一种革命性的材料。多年来,寻找一种无需极低温或者极高压就可以使用的超导体是超导界的一大梦想,很多业内人士相信,这将开启新的工业革命。
超导材料因其绝对零电阻和完美抗磁特性等性质,几乎在所有电和磁相关的领域都有巨大应用价值。比如,现阶段使用的特高压输电技术,通过提高输电线电压,尽可能降低能量损耗。
不过,业内人士们对此要冷静得多。这已是迪亚斯等人第二次宣布实现室温超导,去年,其上一次的发现因数据原因被《自然》杂志撤稿。因此,这一最新成果的真实性有待确认。

室溫超导为何具有革命性?
3月8日,迪亚斯等人的研究在线发布于《自然》杂志。根据论文描述,他们在金刚石之间放置了一个直径为100微米的镥箔,然后泵入一种含有99%氢气和1%氮气的混合气体,并将压力加至2GPa。样品在65℃的烘箱中加热,24小时后释放压力,得到了一种在正常条件下呈蓝色的材料。
他们发现,该材料在0.3GPa时会变成粉红色,同时开始具有超导性;继续加压力到1GPa时,材料超导温度最高在21℃;当样品压力达到3.2GPa时,材料呈鲜红色,超导可能消失。
通常,电流穿过电线时会遇到阻力,一些能量会以热量形式损失掉。科学家们发现,对金属导体而言,当电流通过时,温度越高电阻越大。自然而然,人们开始思考,如果温度能达到绝对零度,是不是电流的电阻会变成零。
上世纪初,最后一个没被液化的气体——氦气终于成功液化,可用于制冷。1911年,荷兰科学家海克·昂内斯等人发现汞在4.2K、-269℃附近低温下,电阻似乎神奇消失。K是“开尔文”的简称,是热力学温标或称绝对温标,每变化1K相当于变化1℃,但开尔文以绝对零度作为计算起点,即-273.15 ℃等于0 K。
一方面,超导材料因其绝对零电阻和完美抗磁特性等性质,几乎在所有电和磁相关的领域都有巨大应用价值。比如,现阶段使用的特高压输电技术,通过提高输电线电压,尽可能降低能量损耗。中科院物理研究所研究员罗会仟对记者指出,如果使用超导输电,可以把目前高压交流输电技术中15%左右的损耗降低到1%以下。
另一方面,因为磁感应强度与电流强度正相关,因此,如果利用电流量很大的超导体做线材,能获得强大的外部磁场。比如,医院用于核磁共振成像的医疗设备,采用了超导体以获得强大磁性。高速磁悬浮列车也需要借助超导材料。




