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“室温超导”距离应用还有多远

来源:每日经济新闻 时间:2024-11-22 06:05 阅读

每经记者:蔡鼎 每经编辑:高涵

美国罗切斯特大学的物理学家兰加·迪亚斯(Ranga Dias)及其团队日前在美国物理学会会议上宣布,他们已经创造出一种可以在室温(room temperature)条件下实现超导的全新材料。消息发布后,在全球引起轩然大波。不过,由于该团队在2020年10月发表的一篇同题论文受到质疑,最终导致《自然》杂志撤稿,这表明该团队的最新研究成果将面临更为严格的审查。

北京时间3月9日凌晨,该研究的主要作者及论文主讲人、罗彻斯特大学机械工程系和物理与天文系助理教授兰加·迪亚斯通过邮件接受了《每日经济新闻》记者的独家专访。

在专访中,迪亚斯博士对其团队此次的全新发现充满信心,他认为这将是一项重塑21世纪的革命性技术。不过他同时还指出,“要将我们对室温超导新材料的发现应用到任何规模的现实世界中,还需要几年的艰苦工作。”

迪亚斯:这将是一项重塑21世纪的革命性技术

NBD:您的团队此次发现的这种新材料的可靠性如何?它与您的团队此前发现的一种硫和氢的化合物在超导方面有何不同?

兰加·迪亚斯:关于我们实验工作的细节现在已经可以在《自然》杂志上找到。我们对这种新材料和实现(室温)超导所需工艺感到非常兴奋。当然,要开发理论上可行的技术和应用,还需要做更多的工作。

兰加·迪亚斯教授(图片来源:罗彻斯特大学官网)

NBD:您的团队在2020年发表的一篇类似论文,称在260万个大气压下,成功创造出了临界温度约为15℃的室温超导材料,但这篇论文后来被《自然》撤稿。您对这次您的团队宣布的新材料通过审查有足够的信心吗?

兰加·迪亚斯:我们这次有信心,原因有以下几个:首先,这项工作在我们的罗彻斯特大学实验室和其他实验室都重复了好几次,并有第三方观察和独立的工作验证;其次,我们的论文已经经过了同行审议,并符合该出版物的严格标准;最后,我们还重新提交了2020年的论文供《自然》杂志再次审议,因为《自然》杂志编辑当时提出的问题对实验数据的质量或我们得出的结论没有影响。我们也对2020年当时工作和实验的质量充满信心。

NBD:如果您的团队此次发现的室温超导材料最终通过了审查,那么这对全球超导行业来说意味着什么?这将如何重塑超导行业?这对全世界来说又意味着什么?

兰加·迪亚斯:这种新的室温超导材料将改变整个超导行业,这将使得一系列技术成为可能,这些技术将改变我们使用、存储和传输能源的方式,更不用说在计算、交通和医疗设备中的更多种应用了。我们认为这将是一项重塑21世纪的革命性技术。

NBD:您的团队称,在约21摄氏度的温度条件下,新材料似乎失去了任何对电流的阻力。不过,实现超导仍然需要10千巴的压力,这大约是大气层压力的1万倍。但这远远低于室温超导体通常所需的数百万个大气压。那么,既然需要如此大的压强,那么您的团队所发现的这种室温超导材料能否在短期内大规模应用?在大规模的应用前,人们必须克服哪些困难?

兰加·迪亚斯:要将我们对室温超导新材料的发现应用到任何规模的现实世界中,还需要几年的艰苦工作。这些挑战本质上是技术性的,但它们都是可以被克服的。

延伸阅读 | 新材料在室温条件下实现超导

据已经刊登在《自然》杂志的一篇论文,迪亚斯博士和他的团队发现了一种由氢、氮和镥组成的新材料,这种材料在约69华氏度(约15.5摄氏度)和10千巴(每平方英寸14.5万磅)的压力下表现出了超导性能。“有了这种新材料,室温超导和应用技术的曙光已经到来。”迪亚斯博士在论文中写道。

尽管14.5万磅/平方英寸的压力看起来仍然非常高(海平面上的压力约为15磅/平方英寸),但例如在芯片制造中经常使用的应变工程技术,都包含了由内部化学压力固定在一起的材料,压力甚至还更高。

图片来源:罗彻斯特大学官网

超导体是一种比常规导体更为优越的无损耗导电材料。现有的超导材料大都需要在极低温下才能工作,这大大限制了它们的大规模应用。因此,找到一种室温超导材料,是全世界物理学家长久以来的梦想。

上述论文指出,实现室温超导的材料可以实现诸多应用,例如传输电力的电网,而不会损失高达2亿兆瓦时(MWh)的能量,而这种能量的损失是由于导线中的电阻造成的。此外,室温超导的应用还包括磁悬浮列车和更为实惠的医学成像和扫描技术(如核磁共振和心磁图等),用于数字逻辑和存储设备的更快、更高效的电子产品等等。

其实,迪亚斯博士的团队此前在《自然》和《物理评论(Physical Review Letters)》上的论文中已经报告称,他们创造的两种材料——碳质硫氢化物和超氢化钇,就已经分别在58华氏度(约14.4摄氏度)+3900万磅/平方英寸和12华氏度(约-11.1摄氏度)+2600万磅/平方英寸的压强下实现了超导。

中航证券在一份研报中指出,人们不断追求在更高的临界温度(Tc)下实现材料的超导性,以实现更多的规模化应用可能。放眼未来,寻找能在较低压力下大规模应用的室温超导体是超导研究人员的心之所向。

每日经济新闻

网友看法

1、网友网恋被骗六佰:基础数学物理,材料学,才是科技进步基石,不以此为根本大搞科研投资就是笑话!

2、网友雅典娜的惊叹985:超导是超级导体的意思吗?

3、网友大漠de胡杨:需要几万个大气压下的室温超导材料还不如液氮温区的常压超导材料有应用前景,目前来说,人类制造一个液氮温区下的低温环境并维持它代价并不大,低温绝热材料也不是太重,甚至可以弄个回气管路,把蒸发后的氮气回收,重新加压冷却形成液氮再次使用。而要维持几万个大气压的高压环境那就代价大了,外壳材料就是一个大难题,薄了撑不住这么大的压力,厚了重量太高!再说外壳材料的防腐也是大问题,毕竟这么高的压力,一旦腐蚀很可能就会爆炸!最最重要的是中美之间国家能先弄出室温常压的超导材料那么这个国家将会在未来的几十上百年的时间领导全球。

4、网友美好电波:实现室温超导的材料可以实现诸多应用,例如传输电力的电网,而不会损失高达2亿兆瓦时(MWh)的能量,而这种能量的损失是由于导线中的电阻造成的。此外,室温超导的应用还包括磁悬浮列车和更为实惠的医学成像和扫描技术(如核磁共振和心磁图等),用于数字逻辑和存储设备的更快、更高效的电子产品等等。

5、网友坦坦荡荡的性格决定命:特高压气压环境中做成超导体,然后在日常气压中使用可否

6、网友SPORTSFANS:10K bar(1万倍大气压),21度条件下新材料超导!!!

7、网友啦啦啦啦啦古剑奇谭:一万倍大气压,这仍然是高压条件啊

8、网友深红七花:又是PPT那套吧,常温超导?

9、网友率真火火:常温是常温,可是超超超超超高压就不提?

10、网友该用户已经存在一万年:之前超导要在零下一百多度才能实现,而且能提高几度都是大新闻,现在一下子就突然能常温超导了?美国的星球大战计划吗?!

11、网友朦胧月色53:如果真实现了,那特高压输电技术就废了[泪奔]

12、网友平凡中见fvyc:如果这是真的,可以说这是革命性突破了。

13、网友嘿嘿哈哈哈笑死:英文写的是助理教授,不是教授

14、网友清新枫叶77:这个研究成果能够如果能够尽快的实现行业应用,对电力企业来说是个巨大的飞跃。

15、网友yh啧啧啧啧啧啧啧:实现超导,目前要么低温,要么高压强,哪个都不好整。非要做,低温目前还更好办一点。当然常温常压是奋斗的目标,只是至少我是没机会看到了。

16、网友头发勾卷:这个如果是真的,真是人类福音啊,会完全颠覆现在的生活方式的,

17、网友雄鹰东立:超导材料传输电能无损耗,但是,以后人类的能源方式有更大进步,那就是光,通过光传输能量,光导材料会应用更大。

18、网友林灬小林:物理学要不存在了[打脸]

19、网友真诚扑克6x:260万个大气压,比零下180度实现起来难度也不遑多让。

20、网友汉江探路者:印度人?拭目以待

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