最初,物理学家在汞的身上发现了超导性。不过需要的条件很苛刻,得将温度下降到零下度,这时候汞的电阻就变成了零。然而,由于这个温度比室温低得多,所以在现实中很难得到应用。
所以这个领域的物理学家们一直都在继续开发新材料,一次又一次地试图提高超导转变温度。也就是说物理学家最梦寐以求的是找到在室温下也能超导的材料。这一次,这个研究团队声称实现了室温超导,相关成果也已发表在了顶级科学杂志《自然》上。
北京时间3月9日凌晨,该研究的主要作者及论文主讲人、罗彻斯特大学机械工程系和物理与天文系助理教授兰加·迪亚斯通过邮件接受了《每日经济新闻》记者的独家专访。
在专访中,迪亚斯博士对其团队此次的全新发现充满信心,他认为这将是一项重塑21世纪的革命性技术。不过他同时还指出,“要将我们对室温超导新材料的发现应用到任何规模的现实世界中,还需要几年的艰苦工作。”
超导现象
首先我们来解释一下超导现象,其实很简单,就是超级导电,0电阻,对于导电材料来说,电流本身就是电子的移动过程,电子移动过程中撞击原子导致材料发热,这是电的一部分能量就会转化成热量。
而超导材料就是让导电材料变成个0电阻,电子移动过程几乎完全不受阻挡,这样电子移动过程中就不会撞击原子导致材料发热,材料不发热那电的流动就不会有能量损失。
常温超导的实现有多难?
长期以来,虽然科学家们的不断努力,但始终无法使超导临界温度有很大的提高。通常的超导材料正常气压下需要达到-℃的温度才能实现,这次的常温超导肯定也不是普通环境下实现的,也是在1GPa的压力下才实现的K(21℃)室温超导。
1GPa大约是倍的标准大气压,相比上次的K(-11℃),GPa才实现的超导条件,K(21℃),1GPa已经是巨大的跨步了,所以这次的发现如果是真的,那也算的上是诺奖级别了。
年,柏诺兹(J.G.Bednorz)和繆勒(K.A.Muller)在陶瓷材料La-Ba-Cu-0中发现了超导现象,而且超导温度超过了35K,这—发现不仅打破了具有Als结构的超导体的超导转变温度23,2K的最高纪录,更重要的是为新超导体的探素研究开辟了新的道路。
将超导体从金属、合金和化合物扩展到氧化物陶瓷,他们也因为这一巨大发现获得了年的诺贝尔奖。正是由于他们开创性的工作,在世界范围内掀起了一场超号热浪,并为这一领域带来了突破性进展。
就在这年,美国的朱经武研究组和我国的赵忠贤研究组先后独立地报道了Y-Ba-Cu-0材料具有高达92K的超导转变温度,首次将超号转变温度提升到了液氨温度以上。
之后发现的铋系,铊系和汞系超导体更是将超导较变温度提升到了k以上。由于这几类超导体在超导机制人及结构上都和以前低温下发现的超导体有所不同,BCS理论也无法完全解释买验中发现的结果。因此,为了和之前发现的超导体进行区分,就将这些具有高Tc的超导材料称为高温超导材料,而之前的则称为低温超导材料。
近年来,高压强极端条件下的富氢化合物成为高温超导体研究的热点目标材料体系。该领域目前取得了两个标志性重要进展,先后发现了共价型H3S富氢超导体(Tc=K)和以LaH10(Tc=K,–13℃),YH6,YH9等为代表的一类氢笼合物结构的离子型富氢超导体,先后刷新了超导温度的新纪录。这些研究工作燃发了人们在高压下富氢化合物中发现室温超导体的希望。
迪亚斯及其团队其实之前就在美国物理学会会议上宣布过超导的全新材料。不过由于该团队在年10月发表的一篇同题论文受到质疑,而且实验的验证数据始终对不上,最终导致《自然》杂志撤稿,这表明该团队的最新研究成果将面临更为严格的审查。
最后,如果常温超导体真的能在现有社会上使用,那将对世界上任何一个行业和任何一个人都有着重大意义,我们身边的小到手机、电脑、汽车,大到可控核聚变都会实现高功率低能耗,到时候什么人工智能、量子计算机都得靠边站,所以让我们拭目以待吧。