常溫超導(dǎo)可能真的來(lái)了,2023 就是元年!
據(jù)業(yè)內(nèi)信息,近日美國(guó)物理學(xué)會(huì)(APS)發(fā)布公告顯示:紐約羅切斯特大學(xué)的物理學(xué)家 Ranga·Dias 在美國(guó)拉斯維加斯舉辦名為“靜態(tài)超導(dǎo)實(shí)驗(yàn)”的報(bào)告會(huì)議并宣布已經(jīng)創(chuàng)造出一種可在實(shí)際條件下工作的超導(dǎo)體。
超導(dǎo)體是指在一定條件下呈現(xiàn)超導(dǎo)電性的材料,在特定溫度以下,電阻為零的導(dǎo)體,零電阻和完全抗磁性是超導(dǎo)體的兩個(gè)重要特性。超導(dǎo)體又稱(chēng)為超導(dǎo)材料,在實(shí)驗(yàn)中,若導(dǎo)體電阻的測(cè)量值低于10-25Ω,可以認(rèn)為電阻為零。
超導(dǎo)體不僅具有零電阻的特性,另一個(gè)重要特征是完全抗磁性,目前超導(dǎo)體已經(jīng)進(jìn)行了一系列試驗(yàn)性應(yīng)用,并且開(kāi)展了一定的軍事、商業(yè)應(yīng)用,在通信領(lǐng)域可以作為光子晶體的缺陷材料。
上世紀(jì)初期,人類(lèi)最初發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)體,是荷蘭科學(xué)家 Heike·Kamerlingh·Onnes 等人發(fā)現(xiàn)汞在極低的溫度下電阻消失,呈超導(dǎo)狀態(tài)。此后超導(dǎo)體的研究日趨深入,一方面多種具有實(shí)用潛力的超導(dǎo)材料被發(fā)現(xiàn),另一方面對(duì)超導(dǎo)機(jī)理的研究也有一定進(jìn)展。
但是目前發(fā)現(xiàn)的大多數(shù)超導(dǎo)材料均是在實(shí)驗(yàn)室特殊的環(huán)境中,比如鍋底的溫度或者過(guò)高的壓強(qiáng)等等,但是如果能夠在室溫狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)體,那將意味著電子產(chǎn)品的巨大變革,會(huì)大幅提升現(xiàn)階段所有的用電設(shè)備,直接拉高幾乎所有科研上限,隨之而來(lái)的就是生活的極大便利話(huà)以及產(chǎn)品性能的迅速提升。
歐姆定律高速我們,一般的大多數(shù)材料(導(dǎo)體)的電阻固定,因此電流和電壓成正比,但是超導(dǎo)的出現(xiàn),直接突破了該定律,因?yàn)樵陔娮锜o(wú)限趨近于零的時(shí)候,控制電流或電壓的任何一個(gè)參數(shù)就可以讓另一個(gè)參數(shù)達(dá)到無(wú)限大。
由于電阻的存在,在長(zhǎng)距離輸電時(shí)會(huì)產(chǎn)生巨大的損耗,因此目前的解決方案就是選取電阻較低的材料來(lái)降低損耗,以及提高電壓來(lái)降低損耗。但是超導(dǎo)材料就解決了電阻的問(wèn)題,因此能夠極大地降低長(zhǎng)距離輸電的損耗,如果常溫下可實(shí)現(xiàn)超導(dǎo),對(duì)于遠(yuǎn)距離輸電來(lái)說(shuō)無(wú)疑是重大利好消息。
但問(wèn)題在于常溫條件下幾乎沒(méi)有任何物質(zhì)的電阻為零,因此要想超導(dǎo)現(xiàn)象/技術(shù)脫離實(shí)驗(yàn)室而用于實(shí)際過(guò)程中,則需要一步步在常溫下實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)。
據(jù)悉,本次美國(guó)的 Dias 團(tuán)隊(duì)就表示開(kāi)發(fā)的新材料可以在更寬松的環(huán)境條件下表現(xiàn)出超導(dǎo)性,在最新的實(shí)驗(yàn)中,該團(tuán)隊(duì)研發(fā)出了一款由氫、氮和镥制成的材料,并發(fā)現(xiàn)可以在大約 21℃ 的溫度以及 10Kbar 的壓力下實(shí)現(xiàn)超導(dǎo),因此贏得了整個(gè)科學(xué)界的青睞。
總之,如果該材料可以實(shí)現(xiàn)的話(huà),這就表明人類(lèi)在走向超導(dǎo)的細(xì)分領(lǐng)域又邁進(jìn)了一大步,雖然 10Kbar 的壓力不容忽視,大約 21℃ 的溫度也是之前所沒(méi)有發(fā)現(xiàn)的。雖然本次的發(fā)現(xiàn)并不能直接用于實(shí)際工業(yè),但是在面向常溫、超導(dǎo)的路上取得的突破是無(wú)法忽視的,科學(xué)也需要一步步前進(jìn)而不是一蹴而就,不是嗎?