電能運輸或不再有損耗——中國二維高溫超導體的研究獲得重大突破!

2020-12-05 科技達人小林

超導體材料相信大家都不陌生,超導體(英文名:superconductor),又稱為超導材料,指在某一溫度下,電阻為零的導體。

人類最初發現超導體是在1911年,這一年荷蘭科學家海克·卡末林·昂內斯(Heike Kamerlingh Onnes)等人發現,汞在極低的溫度下,其電阻消失,呈超導狀態。

此後超導體的研究日趨深入,一方面,多種具有實用潛力的超導材料被發現,另一方面,對超導機理的研究也有一定進展。

然而前幾年特別火的一個科研成果,隨著技術始終無法突破,超導體材料始終只能在實驗室內進行。無法應用到實際,這個話題便慢慢被人無視。

但是,就在前幾天中國科技大學陳仙輝院士與復旦大學物理學系張遠波課題組合作,在揭示高溫超導機理方面取得新進展。並且,該成果以刊登於國際頂尖期刊《自然》上!

大家雖然知道有超導體這麼個東西,但可能不知道它的實際作用。今天小林就給大家普及一下超導體在實際中的作用:

1.完全導電性

完全導電性顧名思義就是在電流輸送過程中不會有損耗,但完全導電性適用於直流電,超導體在處於交變電流或交變磁場的情況下,會出現交流損耗,且頻率越高,損耗越大。

2.完全抗磁性

完全抗磁性又稱邁斯納效應,「抗磁性」指在磁場強度低於臨界值的情況下,磁力線無法穿過超導體,超導體內部磁場為零的現象,「完全」指降低溫度達到超導態、施加磁場兩項操作的順序可以顛倒。

而利用超導體的完全抗磁性可以製造無摩擦陀螺儀和軸承。

3.通量量子化

通量量子化又稱約瑟夫森效應,指當兩層超導體之間的絕緣層薄至原子尺寸時,電子對可以穿過絕緣層產生隧道電流的現象,即在超導體(superconductor)—絕緣體(insulator)—超導體(superconductor)結構可以產生超導電流。

超導體材料有著廣闊的應用前景,但要用超導體材料來改進現有的科技工程又絕非易事。科學家遇到的問題是如何提高臨界轉變溫度、臨界電流密度和改變其加工性能。

就是這樣一個世界性的難題被我們中國的科學家們率先解決,相信再不久的將來我們一定會將超導體運用到生活的方方面面!

好了,今天就和大家說這些。歡迎大家在評論區留言,下期咱們再聊。拜拜~~

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