英媒:室溫超導體問世或引發能源革命
2020年10月16日19:23

原標題:英媒:室溫超導體問世或引發能源革命 來源:參考消息網

參考消息網10月16日報導 英國《新科學家》週刊網站10月14日發表題為《第一種室溫超導體可能引發能源革命》的報導,全文摘編如下:

幾十年來,室溫超導一直是材料科學領域的熱門詞。現在,它或許終於成為現實,有可能徹底改變我們的用電方式。

我們生產出來的大量能源因電阻而浪費,電阻能生熱。但在超導材料中,電流遇到的阻礙幾乎為零,因而不會造成這些損失。

這一特性使科學家們對超導材料孜孜以求,但到目前為止,超導性需要極低的溫度和極高的壓力。

加利福尼亞大學聖迭戈分校的布賴恩·梅普爾說:“如果擁有了能在大氣壓下使用的室溫超導體,可以想像,那會有各種各樣的大規模應用。只是,恐怕材料科學太難了,我們未必能夠得到適合那些應用的超導體。”

現在,紐約的羅切斯特大學的蘭加·迪亞斯和同事們解決了這個難題的一半。該團隊在兩塊金剛石“砧板”之間擠壓了碳、硫和氫,當時施加的壓力約為地心壓力的70%,溫度約為15攝氏度。這是迄今為止產生超導性的最高溫度,也是首次在室溫下測出超導性。

金屬般的固體氫本身據估計具有超導性,但它極難製造,因為那需要非常高的壓力。研究人員發現,給氫加入碳和硫能降低製造難度。

迪亞斯說:“不妨設想你在一個房間里,壓縮自己的一個辦法是讓四堵牆收攏、再收攏。但你也可以保持房間體積不變而往里再塞進10個人,那同樣會讓你感到受擠壓。”在這個實驗中,給氫加入碳和硫就好比往房間里塞進更多的人:在化學上起到對氫進行預壓縮的作用。

當他們發現所製造材料的電阻在15攝氏度條件下變成零時,迪亞斯和他的團隊就進行了另外幾項測試來證實它真的具有超導性,比如確認它阻擋了磁場。美國猶他大學的尚蒂·迪米亞德說:“這些試驗非常縝密,基本坐實了結論。看到這些數據,你會感到震驚。這將撼動整個領域。”

不過,問題依然存在。例如,我們知道這種超導材料由碳、硫和氫構成,但不知道這些元素是如何結合在一起的。

紐約州立大學布法羅分校的伊娃·茹雷克說:“就這類研究而言,在不瞭解結構的情況下進行試驗並不鮮見。”她說,現在還需要進行更多的理論研究,用各種化合物模型來匹配這種材料,從而弄清楚它到底是什麼。

迪亞斯和他的同事正設法在更低的壓力下生產這種材料。迪亞斯說:“以金剛石為例,它是高壓形式的碳,但現如今可以在實驗室用化學沉積技術讓它長出來。它以前是需要高壓的,但現在我們可以讓它長出來——對超導體或許也能這麼做。”

這種化合物含有三種元素,不像其他超導體往往只含一兩種,因而更具可調性。迪亞斯說,這會有助於使它在較低壓力下產生超導性。

如果能夠做到這一點,這種材料就可以用於量子計算,或者用於製造更好的核磁共振儀,大大減少電力傳輸造成的能源浪費。茹雷克說:“如果能製造出無需降溫的超導電線,我們原則上就可以更新整個電網。那將是一場真正的革命。”

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