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科学家首度合成出室温超导材料,在15℃展现超导特性

超导材料虽然因零电阻、抗磁性而威名远播,但将其技术化的困难点仍在于,这些材料只能在低温高压环境中发挥作用,也因此,寻找室温下具有超导特性的材料,是科学家梦寐以求的目标。现在科学家似乎成功了,来自罗彻斯特大学的工程师和物理学家们,首次在高压力下开发出室温超导材料,于15℃出现超导特性。科学家首度合成出室温超导材料,在15℃展现超导特性

开发室温超导材料(在室温下完全零电阻和完全抗磁性)是凝聚态物理学的圣杯,这种材料可以完全改变当今世界的面貌。2012年9月时,德国研究人员率先发现石墨颗粒能在室温下表现出超导性,虽然仅0.01%部分表现抗磁性,但这一发现具有重要意义——科学家看见室温超导的曙光。科学家首度合成出室温超导材料,在15℃展现超导特性

迄今为止,已知最高温度的超导材料仍需在零下23℃才会出现超导性,为2018年德国化学家发现的超氢化镧(在压力170GPa,温度零下23℃时有超导性出现),如果像石墨这种便宜又容易获得的材料能实现室温超导,将引发新一波工业革命。

不过没想到,科学家最先合成出来的室温超导材料不是石墨,而是碳氢化硫。由罗彻斯特大学物理与机械工程学助理教授Ranga Dias领导的团队,将氢与碳、硫结合在一起、于金刚石压砧上合成简单的碳氢化硫,发现该材料在温度15℃、压力39,000,000psi(267GPa)环境下表现出超导性。科学家首度合成出室温超导材料,在15℃展现超导特性

虽然,实验中产生的压力环境不可能存在于现实世界中,作为比较:海平面大气压力约15psi,前者是后者的260万倍。(地球核心压力则约330~360GPa)。

如果室温超导材料问世,会带来哪些卓越应用?首先,电网不会再因电线中的电阻而损失多达2MWh的电;其次是开发出速度比飞机还要快的超导磁浮列车;此外,也能应用在医学成像扫描技术或更高效的电子产品,如果说现在的我们生活在半导体世界,那么这些材料将带领我们进入超导世界,在那里,可能再也不需要电池这东西来储蓄电。科学家首度合成出室温超导材料,在15℃展现超导特性

研究的下一步将尝试调整样品的化学成分来降低所需压力,假如混合比例正确,研究人员相信,一个常温常压的超导体终将问世,为人类社会带来巨大进步。

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