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科学家创造了一种室温超导体但其需要在特定条件下才能实现

日期:2025-07-07 00:13:05     作者:admin     阅读


  科学家称他们已经制造出世界上第一个室温超导体:一种可以零电阻导电的粉末状材料。

  当这种物质处于温和的287.7开尔文(15摄氏度,58华氏度)时,就会产生超导特性。周三发表在《自然》杂志上的一篇研究论文将这种物质称为“碳质硫氢化物”。不过,有一个重要的警告是:这些粉末必须在每平方英寸3900万磅压力以下被粉碎,这大约是地球大气压力的260万倍。

科学家创造了一种室温超导体但其需要在特定条件下才能实现(图1)

  普通金属的温度下降到绝对零时会失去电阻,这是很酷的,但不是很实用,因为它需要大量的能源和设备来实现。多年来,科学家一直在寻找室温超导体的物质,因为超导具有改变游戏规则的能力:通过电网近乎无损地传输电力;改进的医学成像和电子技术;公共交通的新型推进方式等。

  这项研究的合著球盟会官方网站者、美国罗切斯特大学物理和机械工程助理教授Ranga Dias说:“由于低温的限制,具有如此非凡性能的材料并没有像许多人想象的那样彻底改变世界。然而,我们的发现将打破这些障碍,为许多潜在的应用打开大门。”

  到目前为止,您可能已经了解到,这种新材料还没有完全准备好投入生产。目前,它的超导性只是在一个精巧的装置中显现出来,这个装置需要在两个金刚石砧之间压碎极少量的粉末,然后向其发射激光。

  但它之所以能够成功,是因为高压限制了每个原子的振动能力,使得电子可以在更小的阻力下流动,这是超导的一个关键组成部分。

  迪亚斯对我们解释说:“导体由原子的晶格组成,要使电流流动,电子必须以尽可能小的阻碍通过该晶格。压力是创建此类条件的最通用的参数。在施加压力的情况下,富氢晶格使这种条件在室温下发生。”

  该材料是由置于富氢环境中的碳和硫的黑色粉末制成的。然后将其压在钻石之间的腔室中,用10mW的532nm绿色激光进行轰击。然后,材料转变为可以超导的东西:随着电子不受阻碍地自由运动,其电阻消失。在将该物质用于实际应用之前,团队需要弄清楚如何大量生产这种粉末。

  Dias(迪亚斯)告诉我们:“下一个挑战将是生产在环境压力下稳定的这些材料,这样它们才能经济地大规模生产。”

  尽管研究小组已经探究了该材料的超导性能,但学者们并不十分了解其确切的分子结构。

  他补充说:“我们也不知道这种材料的原始描述中有多少碳,硫和氢原子。我们有一些想法,但不知道其确切的答案。但由于其质量轻,我们也不知道其结构。该材料阻止我们进行X射线衍射。所以我们一直在开发一套新的工具来解决这个问题。我们需要找到正确的结构,然后才能使用它。”

科学家创造了一种室温超导体但其需要在特定条件下才能实现(图2)

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