超導體為何難以普及?原因不只是溫度!還有超高壓強

2020-12-04 球球科普君

超導體為何難以普及?原因不只是溫度!還有超高壓強

說起超導體大家的反應都是在超低溫條件下才會有的,因此超導體在目前來說還沒有實質性的進展,但是近日國際的研究小組發現了在較高溫度下還能有著完美導電能力的材料。

據悉這種材料在零下23攝氏度就能夠達到超導性,而此前確認的73攝氏度,一下就越躍進了50度。儘管這種超導現象需要在極高的壓力下才會發生,但是這一發現也能給我們創造室溫條件下具備超導性材料邁出了堅實的一步。

首先超導的狀態有兩個主要的區分:超導材料是對電流的電阻為零,並且不會被磁場穿透。而超導的這種特性潛在的用途非常廣:電流在電線中不會減少,能夠製造出速度寄快遞超級計算機以及高效的磁懸浮列車等等。

但是以我們現在的科技手段,所有的超導材料都必須在冷卻到極地溫度時才會出現超導性。最初的時候是在零下240度,而最近也都是在零下73度。並且想要將材料冷卻到這種狀態的話需要極高的成本,因此限制了它的應用。

但是一種新型的超導氫化物材料的出現,能夠為高溫超導材料做出鋪墊。芝加哥的研究人員提出,現在存在的唯一問題就是,這個材料需要在極高的壓力下才會存在超導性,而這個壓力達到150到170千兆帕之間,是我們海平面壓力的150萬倍。事實上這種材料表現出了能夠證明超導性的四種特徵中的其中三種:它降低的電流的阻止,降低了外磁場的臨界溫度,並且在我們某些元素被同位素取代的時候,它的溫度發生了變化。

而第四個特徵是「邁斯納效應」,當材料處於這個效應的時候,它會排斥掉任何外來磁場。只是因為這種材料的物質非常小,以我們現在的技術還不能夠觀察到。而為了能夠更好的分析這種材料,芝加哥的研究人員在高級放射中心,在兩顆微小的鑽石之間放置了一塊這樣的物質,並施加實驗所需要的壓力,然後用X射線分析內部結構和成分。那大家對於這個有什麼看法呢?歡迎給我們留言評論。

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