界面新聞?dòng)浾撸R悅?cè)?nbsp; 蔣習(xí)
“全世界范圍內(nèi),中國在超導(dǎo)基礎(chǔ)研究領(lǐng)域位于前列。”3月9日,中國科學(xué)院物理研究所研究員羅會仟在接受界面新聞等媒體線上采訪時(shí)表示。
3月9日,一則關(guān)于超導(dǎo)領(lǐng)域的研究引發(fā)全球關(guān)注。你是否試想過,存在一種能在常溫下電阻為零、完全抗磁的超級導(dǎo)電體?
美國羅切斯特大學(xué)的物理學(xué)家蘭加·迪亞斯(Ranga Dias)宣布,他們的團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造出能在室溫條件下實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)的超導(dǎo)體。
該超導(dǎo)體由氫、氮和镥(Lu-N-H)三種金屬元素材料混合。在放置在“金剛石壓砧”裝置中并加壓后,在約21℃溫度下、及1萬個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的壓力下進(jìn)入超導(dǎo)狀態(tài),電流不再具有阻力。
如果室溫超導(dǎo)研究成果屬實(shí),人類將有望實(shí)現(xiàn)基本不發(fā)熱無阻礙的電力設(shè)備,并讓超導(dǎo)材料在生產(chǎn)生活中得到大規(guī)模應(yīng)用。這將極大改變輸電模式,改變?nèi)祟惉F(xiàn)實(shí)生活。
羅會仟對界面新聞表示,基于目前的高壓合成測量技術(shù),室溫超導(dǎo)樣品產(chǎn)量非常低,且常壓下不一定穩(wěn)定,室溫超導(dǎo)還不可能有大規(guī)模的應(yīng)用。
“如果未來不需要高壓即可合成超導(dǎo)材料,即使溫度沒有真正到室溫,在接近室溫情況下,用途也將非常廣?!绷_會仟稱。
超導(dǎo)體又稱超導(dǎo)材料,指在某一溫度下,電阻為零的導(dǎo)體,擁有零電阻的、完全抗磁性等特征。
早期,超導(dǎo)體被廣泛使用在強(qiáng)磁體、超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)、高靈敏探測器等諸多重要領(lǐng)域。如今,在儲能、磁懸浮列車、電力輸送、核磁共振等領(lǐng)域,表現(xiàn)出了廣闊的市場應(yīng)用前景。
羅會仟對界面新聞表示,目前國內(nèi)超導(dǎo)領(lǐng)域的研究,其中重要的一方面是對于新超導(dǎo)材料的探索,最早可追溯至1960-1970年代。
超導(dǎo)體根據(jù)實(shí)現(xiàn)溫度不同,可以分為低溫超導(dǎo)材料和高溫超導(dǎo)材料。低溫超導(dǎo)材料通常需要借助-269°C(4K)的液氦來實(shí)現(xiàn)20 K以下的環(huán)境,來實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)電性。但由于氦氣是稀有氣體,液化技術(shù)也很難,極大地限制了低溫超導(dǎo)材料的應(yīng)用,科學(xué)家始終在探索更高溫度的超導(dǎo)體。
高溫超導(dǎo)材料所需的溫度相對來說要高得多,通??梢赃_(dá)到-233°C(40 K)以上,甚至可以高達(dá)-100°C以上。
實(shí)用化低溫超導(dǎo)材料主要包括Nb、Nb-Ti、NbN、Nb3Sn等,高溫超導(dǎo)材料主要包括鑭鍶銅氧(LSCO)、釔鋇銅氧(YBCO)、鉍鍶鈣銅氧(BSCCO)等。
“中國科學(xué)家在超導(dǎo)領(lǐng)域一直較為活躍?!绷_會仟稱,1980年代,在瑞士科學(xué)家發(fā)現(xiàn)銅氧化物高溫超導(dǎo)現(xiàn)象后,在中科院物理所趙忠賢老師為代表的團(tuán)隊(duì)帶領(lǐng)下,很快發(fā)現(xiàn)了90 K(-183攝氏度)以上銅氧化物高溫超導(dǎo)現(xiàn)象。
釔鋇銅氧化合物的轉(zhuǎn)變溫度達(dá)到了92 K,打破了液氮77 K(-196攝氏度)的溫度堡壘。
此后,中國成立了超導(dǎo)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。也因?yàn)楦邷爻瑢?dǎo)的出現(xiàn),相關(guān)科學(xué)家的研究不止局限于高溫超導(dǎo)材料,大部分人也聚焦在了超導(dǎo)機(jī)理和超導(dǎo)應(yīng)用領(lǐng)域。
羅會仟表示,中國在超導(dǎo)的一些研究方向上,目前已經(jīng)做到了世界領(lǐng)先水平。
2008年,中國在高溫超導(dǎo)領(lǐng)域有了重大突破。趙忠賢院士帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)將鐵基超導(dǎo)體的臨界溫度提高到了55K,推動(dòng)中國高溫超導(dǎo)研究走在世界最前沿。
羅會仟稱,鐵基超導(dǎo)出現(xiàn)后,中國科學(xué)家實(shí)現(xiàn)了快速趕超。自此,很多新的鐵基超導(dǎo)材料、包括超導(dǎo)機(jī)理方面的物性研究,均由中國科學(xué)家率先開展。直至今日,中國在超導(dǎo)基礎(chǔ)研究領(lǐng)域,即材料和機(jī)理方面,都處在全球前列。
今年3月2日,據(jù)中國新聞網(wǎng)報(bào)道,電子科技大學(xué)物理學(xué)院喬梁教授團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了無限層鎳氧化物超導(dǎo)體(鎳基超導(dǎo))超導(dǎo)電性的關(guān)鍵性元素(H)和奇異電子態(tài)(間隙位s軌道),為鎳基超導(dǎo)領(lǐng)域的發(fā)展開辟了嶄新的思路。
在應(yīng)用方面,羅會仟稱,中國科學(xué)家做出了全球第一根百米級鐵基超導(dǎo)的線材,走向了實(shí)用化道路。但一個(gè)材料從發(fā)現(xiàn)到應(yīng)用,還需要很長的路要走。
從商業(yè)應(yīng)用看,近幾年民營資本投向高溫超導(dǎo)帶材應(yīng)用領(lǐng)域,瞄準(zhǔn)強(qiáng)磁場、可控核聚變、磁懸浮列車等。
但羅會仟同時(shí)強(qiáng)調(diào),商業(yè)化路途中還有很多根本問題需要克服,大規(guī)模應(yīng)用還存在一定的瓶頸,特別是室溫超導(dǎo)剛剛出現(xiàn),即使被證實(shí),商業(yè)化道路還是很漫長。
受此消息刺激,A股超導(dǎo)概念股表現(xiàn)活躍。截至9日收盤,永鼎股份(600105. SH)大漲10.02%,漲停;百利電氣(600468.SH) 上漲9.98%,漲停。此外,寶勝股份(600973.SH)漲超3%,中孚實(shí)業(yè)(600595.SH)、聯(lián)創(chuàng)光電(600363.SH)微漲。