科学家发现了第一个室温超导体
日期:2025-07-07 22:46:08 作者:admin 阅读
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这一发现唤起了人们对未来科技的遐想,这些技术可以重塑电子和交通行业。超导体传输电能时没有电阻,允许电流流动而没有任何能量损失。但所有先前发现的超导体都必须冷却,其中许多都要球盟会官方网站冷却到非常低的温度,这使得它们在大多数情况下都不可行。
现在,科学家们发现了第一个在室温下工作的超导体。纽约罗切斯特大学的物理学家兰加·迪亚斯及其同事10月14日在《自然》杂志上报告说,这种材料在大约15摄氏度(59华氏度)的温度下是超导的。
伊利诺伊大学芝加哥分校的材料化学家罗素·海姆利说,该小组的研究结果“简直太美了”,他没有参与这项研究。
迪亚斯和同事们通过挤压两颗钻石尖端之间的碳、氢和硫,并用激光照射材料,诱发化学反应,从而形成了超导体。在大约260万倍于地球大气的压力下,温度低于约15℃时,电阻消失了。
单凭这一点还不足以说服迪亚斯。“我第一次不相信,”他说。因此,研究小组研究了这种材料的其他样品,并研究了它的磁性。
超导体和磁场是相互冲突的,强磁场会抑制超导性。果然,当材球盟会官方网站料被置于磁场中时,需要较低的温度使其超导。研究小组还对这种材料施加了一个振荡磁场,结果表明,当这种材料成为超导体时,它将磁场从其内部排出,这是超导性的另一个标志。
科学家们无法确定这种材料的确切成分,也无法确定其原子的排列方式,因此很难解释这种材料在如此高的温度下是如何超导的。迪亚斯说,未来的工作将集中在更全面地描述这些材料上。
1911年发现超导电性时,它只在接近绝对零度(−273.15°C)的温度下实现。但从那以后,研究人员不断地发现了在更高温度下超导体的材料。近年来,科学家们通过关注高压下的富氢材料加速了这一进展。
2015年,德国美因茨马克斯普朗克化学研究所的物理学家米哈伊尔·埃雷梅茨(Mikhail Eremets)及其同事挤压氢和硫,在高达−70°C(SN:12/15/15)的温度下制造出超导体。几年后,又有一个叫马德鲁姆的高气压物理学家研究了氢化合物。两个研究小组分别在−23°C和−13°C的更高温度下发现了超导电性的证据,在一些样品中甚至可能高达7°C。
超导体的发现并不是一个惊喜。纽约布法罗大学(University at Buffalo)的理论化学家伊娃·祖雷克(Eva Zurek)说:“我们显然是朝着这个方向前进的,”。但打破象征性的室温壁垒是“一件大事”。
如果室温超导体可以在大气压下使用,它可以节省大量因电网电阻而损失的能量。它还可以改进现有技术,从核磁共振仪到量子计算机再到磁悬浮列车。迪亚斯设想人类可以成为一个“超导社会”
但到目前为止,科学家们只在高压下制造出微小的微粒,所以实际应用还有很长的路要走。
不过,伊利诺伊州莱蒙市阿贡国家实验室的Somayazulu说:“温度已经不再是一个极限了”,他没有参与这项新的研究。相反,物理学家现在有了一个新的目标:创造一种不受挤压就能工作的室温超导体。“这是我们下一个重要的步骤。”
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