新碳基超導(dǎo)物質(zhì)可降低磁共振掃描儀成本

據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)5月25日?qǐng)?bào)道，英國利物浦大學(xué)和杜倫大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，通過施加一定的壓力，改變C60的晶體結(jié)構(gòu)，不同C60晶體結(jié)構(gòu)下的Cs3C60能夠從磁絕緣體轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)體，而其超導(dǎo)轉(zhuǎn)化溫度也從38K轉(zhuǎn)化為35K。研究人員表示，新發(fā)現(xiàn)將有助于降低諸如磁共振成像掃描儀及其他依賴超導(dǎo)體的能源存儲(chǔ)應(yīng)用的成本。

圖為嵌入到面心立方Cs3C60中的μ介子

研究人員在最新一期的《自然》雜志上撰文指出，他們使用英國盧瑟福·阿普爾頓實(shí)驗(yàn)室的散裂中子源（ISIS）和同步輻射光源（Diamond）及位于法國的歐洲同步輻射設(shè)施成功證明，金屬原子銫（Cs）和巴基球（碳原子組成的一種天然分子，又稱為C60，其分子結(jié)構(gòu)類似于巴克敏斯特·富勒設(shè)計(jì)的某種圓頂，因而得名）組成的新物質(zhì)Cs3C60本身并不導(dǎo)電，但其在受到擠壓時(shí)會(huì)變成高溫超導(dǎo)體。施加在該物體上的壓力會(huì)使得C60收縮，由體心立方結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫘牧⒎骄�體結(jié)構(gòu)，同時(shí)，克服了電子之間的排斥力，使得電子能夠“成雙結(jié)對(duì)”、毫無阻力地通過物質(zhì)。

該研究是英國工程與自然科學(xué)研究理事會(huì)資助的一個(gè)研究項(xiàng)目的一部分，旨在調(diào)查可使用什么方法制造出在更高溫度下工作的超導(dǎo)體，在減少成本的同時(shí)讓這些物質(zhì)處于最適宜的溫度，應(yīng)用范圍更廣。

研究人員表示，C60與堿金屬作用能形成AxC60（A代表鉀、銣、銫等)，它們都是超導(dǎo)體�；�于碳的超導(dǎo)物質(zhì)的優(yōu)勢(shì)在于，不同的碳結(jié)構(gòu)具有不同的特征，因此，制造出的物質(zhì)具有不同的功能和屬性。碳基超導(dǎo)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的靈活性讓科學(xué)家可更好地厘清高溫超導(dǎo)產(chǎn)生的內(nèi)在機(jī)制，了解如何制造更高溫度的超導(dǎo)體，碳基高溫超導(dǎo)物質(zhì)或?qū)⒊蔀槲磥淼闹髁鳌?/P>

利物浦大學(xué)的無機(jī)化學(xué)教授馬修·羅塞斯基稱，這是人們首次證明，控制一個(gè)高溫超導(dǎo)體中的分子的排列方式可控制其屬性，比如C60就可以做到這一點(diǎn)。

英國杜倫大學(xué)化學(xué)系教授科斯馬斯·普拉斯德斯表示，新研究對(duì)高溫超導(dǎo)領(lǐng)域的發(fā)展非常重要，因?yàn)樗�讓人們看到了超�?dǎo)性在何時(shí)突破絕緣狀態(tài)“破土而出”，而不用考慮原子的具體結(jié)構(gòu)如何，這是以前的任何物質(zhì)都無法做到的。