美國(guó)發(fā)現(xiàn)在高壓下發(fā)現(xiàn)室溫超導(dǎo)，有助于創(chuàng)造最優(yōu)效率的電力系統(tǒng)

1911年，荷蘭科學(xué)家?？恕た┝帧ぐ簝?nèi)斯（Heike Kamerlingh Onnes）等人發(fā)現(xiàn)，汞在極低的溫度下，其電阻消失，呈超導(dǎo)狀態(tài)，打開(kāi)了超導(dǎo)世界的大門。

其后，超導(dǎo)材料也被更多研究和應(yīng)用。當(dāng)前，強(qiáng)大的超導(dǎo)電磁鐵已經(jīng)是磁浮列車、磁共振成像（MRI）和核磁共振（NMR）機(jī)器、粒子加速器和其他先進(jìn)技術(shù)的關(guān)鍵部件，包括早期的量子超級(jí)計(jì)算機(jī)。

然而，這些裝置中使用的超導(dǎo)材料通常只能在比地球上任何自然溫度都低的極低溫度下工作。這一限制使得它們的維護(hù)成本很高，擴(kuò)展到其他潛在應(yīng)用程序的成本也太高，這也讓室溫超導(dǎo)的觀測(cè)成為實(shí)驗(yàn)物理中長(zhǎng)期存在的挑戰(zhàn)之一。

近日，《自然》雜志發(fā)表了一項(xiàng)物理學(xué)研究成果，一個(gè)美國(guó)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)報(bào)告，高壓下在有機(jī)成分源的氫化物中，觀察到了室溫超導(dǎo)現(xiàn)象。這代表人類向長(zhǎng)久以來(lái)的目標(biāo)——?jiǎng)?chuàng)造出具有最優(yōu)效率的電力系統(tǒng)，邁出了重要一步。

研究人員表示，要有一個(gè)高溫超導(dǎo)體，需要更強(qiáng)的鍵和氫元素，這是兩個(gè)非?；镜臉?biāo)準(zhǔn)。而其中，氫是最輕的物質(zhì)，氫鍵是最強(qiáng)的鍵。

然而，純氫只能在極高的壓力下轉(zhuǎn)化為金屬狀態(tài)，因此研究小組轉(zhuǎn)而采用富含氫的替代材料，但仍能保持所需的超導(dǎo)性能，并能在較低的壓力下進(jìn)行金屬化。

其具體配方包括氫、碳和硫的混合物，并在一種叫做金剛石頂砧的高壓研究裝置中進(jìn)行合成有機(jī)衍生的含碳硫氫化物。這種碳硫氫化物在大約58°F（14．5°C）和大約3900萬(wàn)帕斯卡的壓力下表現(xiàn)出超導(dǎo)性。值得一提的是，這種壓力，約是典型胎壓的100萬(wàn)倍。

在新系統(tǒng)中，用激光和壓力將元素前驅(qū)體（碳、硫和分子氫）轉(zhuǎn)化為超導(dǎo)材料。超導(dǎo)臨界溫度隨壓力增加而上升，達(dá)到了實(shí)驗(yàn)的最高壓力值。

常壓下室溫不行，室溫下常壓難頂，但盡管如此，這一成果也對(duì)超導(dǎo)現(xiàn)象的探索乃至實(shí)現(xiàn)能夠應(yīng)用的室溫超導(dǎo)具有重要指導(dǎo)意義。研究人員認(rèn)為，我們生活在一個(gè)半導(dǎo)體社會(huì)，有了這種技術(shù)，就可以把社會(huì)帶入一個(gè)超導(dǎo)社會(huì)，這也以為著人們?cè)僖膊恍枰耠姵剡@樣的東西了。
責(zé)編AJX