美国研究团队宣称突破常温超导技术，或不宜过度解读

蜚语

美国太平洋时间3月7日，纽约罗彻斯特大学的Ranga Dias及其团队在拉斯维加斯举行的美国物理学会会议上宣布：在室温超导领域取得重大突破。

在主题为《常温近常压条件下氢化物超导特性》的报告中，Dias团队通过使用由氢、氮和镥制成的新材料，在1GPa压强条件和294K（即21摄氏度）的常温条件下观察到该材料的超导特性。

此次实现常温超导的三元镥氮氢体系材料。图源：youtube

其中1GPa的压强条件相当于约1万倍大气压强，与此前类似研究实现常温超导特性所需的近200万倍相比已有巨大突破，与工程材料之中超高强度钢的屈服强度属同一数量级。

Dias团队因此宣称他们已经创造出一种可以在室温以及较低压力条件下工作的超导体，并表示“这是可用于实际工程应用的新材料开端”。

自从以电气时代为代表的第二次工业革命爆发以来，与电力息息相关的电阻带来的能量损耗变得愈发重要。导体没有了电阻，电流就可以形成强大的电流，从而产生超强磁场。其应用广泛存在于电力、通信电缆，磁悬浮运输，储能等。

1908年荷兰物理学家昂内斯在制取液氦成功之后，成功将汞降温至4.15K（即零下269摄氏度）并发现超低温下汞材料的电阻降低为零。昂内斯将该现象称为超导现象，并因此获得1913年诺贝尔物理学奖。20年后德国物理学家迈斯纳进一步发现超导现象除了具备零电阻特性之外，还呈现出内部磁场完全为零的完全抗磁性，即迈斯纳效应。

超导现象的两大特性也意味着超导体在以超高压输电为代表的能源传输、核磁共振成像以及以托卡马克核聚变装置和粒子对撞机为代表的高能物理实验领域均有重大应用价值。

不过在现实中，超导材料又受到临界参量和材料制作的工艺等因素的制约。

长期以来，极低温一直是阻碍超导材料在工程领域得到大规模运用的主要因素。直至上世纪下半叶，超导的上限温度（即超导临界温度）一直被认为不会超过30K（即零下243摄氏度）。一般认为，能够在液氮沸点77K（即零下196摄氏度）以上实现超导特性的材料均被称为高温超导体。

1986年继德国科学家贝德诺尔茨通过使用陶瓷金属氧化物材料首次突破该上限之后，各国围绕着提高超导临界温度的科学竞赛就未曾停止过。尤其是美国和日本为代表的科学团队，分别在铁基和铜基超导体领域不断刷新超导临界温度。

2015年起，硫化氢在近百万大气压强的极高压条件下也会发生超导相变改变了这场事关超导临界温度竞赛的科研方向。

此次发表重大突破的罗彻斯特大学Ranga Dias和美国阿贡国家实验室的Maddury Somayazulu于数年前先后宣布通过碳质硫化氢和十氢化镧分别在260万和190万个大气压强下实现了288K和260K（即15摄氏度和零下13摄氏度）的超导临界温度新纪录。

此后Dias团队通过向硫化氢材料之中添加其他元素以期进一步提高超导临界温度，在经历过添加钇元素无功而返之后，此次取得突破的关键则在于结合了镥元素的三元镥氮氢体系的使用。

公开资料显示，Dias先后毕业于斯里兰卡的科伦坡大学以及美国华盛顿州立大学，现任罗彻斯特大学机械工程与物理的助教。他的团队过去四年来在超导材料上的不断尝试，也意味着此次进入公众视野的突破本质上仍是渐进性的科研创新，不宜过度解读。

尤其是去年10月Dias团队同样在《自然》杂志上发表论文，并宣称将超导临界温度提升至15摄氏度，最终该论文因数据处理不合规被《自然》杂志撤稿。

美国太平洋时间3月7日，纽约罗彻斯特大学的Ranga Dias及其团队在拉斯维加斯举行的美国物理学会会议上宣布：在室温超导领域取得重大突破。

在主题为《常温近常压条件下氢化物超导特性》的报告中，Dias团队通过使用由氢、氮和镥制成的新材料，在1GPa压强条件和294K（即21摄氏度）的常温条件下观察到该材料的超导特性。

其中1GPa的压强条件相当于约1万倍大气压强，与此前类似研究实现常温超导特性所需的近200万倍相比已有巨大突破，与工程材料之中超高强度钢的屈服强度属同一数量级。

Dias团队因此宣称他们已经创造出一种可以在室温以及较低压力条件下工作的超导体，并表示“这是可用于实际工程应用的新材料开端”。

自从以电气时代为代表的第二次工业革命爆发以来，与电力息息相关的电阻带来的能量损耗变得愈发重要。导体没有了电阻，电流就可以形成强大的电流，从而产生超强磁场。其应用广泛存在于电力、通信电缆，磁悬浮运输，储能等。

1908年荷兰物理学家昂内斯在制取液氦成功之后，成功将汞降温至4.15K（即零下269摄氏度）并发现超低温下汞材料的电阻降低为零。昂内斯将该现象称为超导现象，并因此获得1913年诺贝尔物理学奖。20年后德国物理学家迈斯纳进一步发现超导现象除了具备零电阻特性之外，还呈现出内部磁场完全为零的完全抗磁性，即迈斯纳效应。

超导现象的两大特性也意味着超导体在以超高压输电为代表的能源传输、核磁共振成像以及以托卡马克核聚变装置和粒子对撞机为代表的高能物理实验领域均有重大应用价值。

不过在现实中，超导材料又受到临界参量和材料制作的工艺等因素的制约。

长期以来，极低温一直是阻碍超导材料在工程领域得到大规模运用的主要因素。直至上世纪下半叶，超导的上限温度（即超导临界温度）一直被认为不会超过30K（即零下243摄氏度）。一般认为，能够在液氮沸点77K（即零下196摄氏度）以上实现超导特性的材料均被称为高温超导体。

1986年继德国科学家贝德诺尔茨通过使用陶瓷金属氧化物材料首次突破该上限之后，各国围绕着提高超导临界温度的科学竞赛就未曾停止过。尤其是美国和日本为代表的科学团队，分别在铁基和铜基超导体领域不断刷新超导临界温度。

2015年起，硫化氢在近百万大气压强的极高压条件下也会发生超导相变改变了这场事关超导临界温度竞赛的科研方向。

此次发表重大突破的罗彻斯特大学Ranga Dias和美国阿贡国家实验室的Maddury Somayazulu于数年前先后宣布通过碳质硫化氢和十氢化镧分别在260万和190万个大气压强下实现了288K和260K（即15摄氏度和零下13摄氏度）的超导临界温度新纪录。

此后Dias团队通过向硫化氢材料之中添加其他元素以期进一步提高超导临界温度，在经历过添加钇元素无功而返之后，此次取得突破的关键则在于结合了镥元素的三元镥氮氢体系的使用。

公开资料显示，Dias先后毕业于斯里兰卡的科伦坡大学以及美国华盛顿州立大学，现任罗彻斯特大学机械工程与物理的助教。他的团队过去四年来在超导材料上的不断尝试，也意味着此次进入公众视野的突破本质上仍是渐进性的科研创新，不宜过度解读。

尤其是去年10月Dias团队同样在《自然》杂志上发表论文，并宣称将超导临界温度提升至15摄氏度，最终该论文因数据处理不合规被《自然》杂志撤稿。


来源：界面新闻