在超導(dǎo)研究領(lǐng)域,一項重大突破引發(fā)了全球科學(xué)界的關(guān)注。一支由休斯頓大學(xué)與美國得克薩斯超導(dǎo)中心(TcSUH)物理學(xué)家組成的科研團隊,成功打破了保持30多年的紀(jì)錄,將常壓超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度提升至151開爾文(約零下122攝氏度),創(chuàng)造了新的世界紀(jì)錄。
超導(dǎo)現(xiàn)象自1911年被發(fā)現(xiàn)以來,提高超導(dǎo)臨界溫度一直是物理學(xué)界的核心目標(biāo)。1993年,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種汞基銅氧化物陶瓷(Hg1223),其常壓超導(dǎo)溫度達到133開爾文(零下140攝氏度),此紀(jì)錄一直未被打破,直到此次休斯頓大學(xué)團隊取得新進展。
該團隊此次的研究對象是水銀化合物Hg - 1223。研究人員先將這種材料置于接近絕對零度的環(huán)境中,并施加高達30萬倍大氣壓的壓力,隨后迅速降壓。通過這一獨特操作,成功將材料的常壓超導(dǎo)臨界溫度提升了18開爾文,達到151開爾文,創(chuàng)下高溫超導(dǎo)體的新紀(jì)錄。
這一突破得益于團隊引入的“壓力淬火”新技術(shù)。在以往的研究中,許多材料僅在極端高壓下才表現(xiàn)出優(yōu)異的超導(dǎo)性,這給研究和技術(shù)應(yīng)用帶來了極大限制。而“壓力淬火”技術(shù)則解決了這一難題,研究人員先對材料施加極高壓力提升其超導(dǎo)性能,再在特定低溫下迅速卸除全部壓力,成功將高壓下產(chǎn)生的超導(dǎo)特性“鎖定”并保留下來,使材料在恢復(fù)常壓后依然能保持穩(wěn)定。
相關(guān)研究成果已于近日發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》(PNAS)上。論文第一作者Liangzi Deng指出,一旦材料能在常壓下工作,科學(xué)家就能利用常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)儀器對其進行深入研究,這將大幅降低研發(fā)門檻,加速超導(dǎo)技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用進程。
論文通訊作者Ching - Wu Chu強調(diào)了超導(dǎo)技術(shù)應(yīng)用的巨大潛力。目前,電網(wǎng)在傳輸過程中會損耗約8%的電力,如果應(yīng)用超導(dǎo)技術(shù)消除這些損耗,不僅能節(jié)省數(shù)十億美元,還能大幅降低對環(huán)境的影響。
不過,距離約300K的室溫超導(dǎo)終極目標(biāo),目前的紀(jì)錄仍有約140攝氏度的差距。但此次成果無疑為超導(dǎo)研究領(lǐng)域注入了新的活力,為未來的能源革命描繪了新的藍圖。










