尋找常壓室溫超導體

2021-01-15 清剛而介

由科技日報社主辦、部分兩院院士和媒體人士共同評選出的2020年國際十大科技新聞,包括室溫超導在超高壓下首次實現。

先前美國一研究小組,在一對金剛石對頂錘中,擠壓中間的微小物體(實驗樣品超氫化物鑭,LaH10),當壓力達到(190GPa),同時溫度下降至零下13度的時候,LaH10的電阻迅速下降至零。這說明在高壓和接近常溫的條件下,LaH10變成了超導體。2020年另一個美國團隊,製備出一種有機源氫化物材料,首次在高達15攝氏度的溫度下觀察到室溫超導現象。

他們發現一種含碳的硫化氫超導體C-S-H在約260萬倍大氣壓力,溫度低於15攝氏度的情況下,電阻消失了。研究小組對材料施加振蕩磁場時發現,當材料達到超導體條件時,它會將磁場從其內部排出,這是C-S-H真實具有超導性的另一個證據。

儘管研究中的C-S-H實現了室溫超導,但其所需要的壓力直接使用是不太現實的。而接下來的挑戰,便是尋找在較低壓力下製造室溫超導材料的方法,從而更好服務於民生。

相關焦點

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  • 室溫超導問世 常溫常壓的超導體還會遠嗎?
    這要從超導體的應用說起。所以電阻會消失的對嗎?超導體:是的。所以大家應該明白,為什麼室溫超導能讓那麼多人心中振奮了吧!高壓室溫超導是如何實現的?回到這個舉世矚目的成果。超導體分為常規超導體和高溫超導體,其中常規超導體中電子-聲子相互作用較弱,可以用BCS理論解釋;高溫超導體(主要包括銅氧化物超導體和鐵基超導體),則不能用BCS理論解釋。BCS理論認為,超導態物質之所以有完全導電性,是因為低溫下,電子中自旋、動量都相反的可以兩兩結合成對,稱為Cooper(庫珀)對。Cooper對在晶格中的運動是無損耗的。
  • 室溫超導體,科幻還是現實?
    為什麼科學家對室溫超導體的發現,會反映如此冷淡呢? 超導到底是個啥 要說室溫超導是啥,先得回答什麼是超導。從字面意思上,超導就是超級導電之意。 超導體導電能力有多強?在一定溫度(定義為超導臨界溫度)之下,超導體電阻為零。
  • 首個室溫超導體來了,超導技術的春天到了嗎?
    用昂貴鑽石打造首個室溫超導體的研究有什麼意義?走進生活,常溫常壓的超導材料還有多遠?近日,一群來自美國羅切斯特大學的科學家用事實告訴人們,這些造價不菲的美麗石頭不止能"錦上添花",還能"無中生有"地幫人類在室溫下製造出超導體!
  • 室溫超導體即將問世,人類可能不再需要使用到電池?
    材料一組科學家首次創造了一種超導體材料,這種材料可以在室溫下完全暢通無阻地供電。據《麻省理工技術評論》報導,這是幾十年以來物理學家們的最想達到的目標,也一直被大家認為是不太可能實現的,但現在卻有一種超濃縮材料能夠在華氏58度也就是攝氏15℃下作為超導體的材料。
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    近日,一群來自美國羅切斯特大學的科學家用事實告訴人們,這些造價不菲的美麗石頭不止能"錦上添花",還能"無中生有"地幫人類在室溫下製造出超導體!  ▲在此次的研究中,羅切斯特大學使用了特殊的金剛砧,其主要構成則是兩顆"尖對尖"的鑽石。
  • 物理學家首次發現室溫超導體
    >紐約的一組物理學家發現了一種材料能在室溫下以完美效率導電由氫、碳和硫組成的化合物能在 59 華氏度以超導體工作,比之前的高溫超導體溫度記錄高 50 度。凝聚態理論物理學家 Ion Errea 說,這是第一次我們真正能宣稱發現了室溫超導體。不過這種超導體材料還不具有實用價值,原因是它需要超高壓才能實現室溫超導。材料科學家現在面臨的挑戰是尋找一種能在室溫和日常壓力下工作的超導體。每解決一個問題我們離超導就更進一步。
  • Nature雜誌封面:世界上首個室溫超導體問世
    科學家發現,這種由氫-硫-碳組成的材料,在巨大的壓力(大約是地球核心的75%)下,室溫時就能轉變成超導體。 這也是人類發現的第一種室溫超導體。 為了尋找這種室溫超導化合物,他們用廢了幾十對金剛石砧,每一對的價格3000美元。論文通訊作者Ranga Dias說:「我們研究的最大問題就是金剛石預算。」
  • 室溫超導更上一層樓—新聞—科學網
    圖片來源:SPL ■本報見習記者 任芳言 自1911年超導體被人類首次發現以來,尋找能在室溫條件下達到超導態的材料一直是眾多科學家競相追逐的目標。 超導體零電阻或完全抗磁性的屬性,往往要在非常低的溫度條件下(比如-138℃甚至更低)才可實現。
  • 室溫超導體——Munbrabilla鐵隕石
    歡迎各位朋友們來到星石空間站,本次星際知識之旅將為您簡單介紹來自太空的天然室溫超導體——Munbrabilla鐵隕石。Munbrabilla鐵隕石或許對收藏隕石的朋友並不陌生,是國內隕石市場中常見但稀有的鐵隕石。那麼它又能為人類提供了哪些更有科學價值的信息呢?一起了解一下吧!
  • 首個室溫超導體問世,為它廢了數十顆金剛石
    科學家發現,這種由氫-硫-碳組成的材料,在巨大的壓力(大約是地球核心的75%)下,室溫時就能轉變成超導體。 為了尋找這種室溫超導化合物,他們用廢了幾十對金剛石砧,每一對的價格3000美元。
  • 首個室溫超導體問世,為了發現它,科學家用廢了幾十顆鑽石
    科學家發現,這種由氫-硫-碳組成的材料,在巨大的壓力(大約是地球核心的75%)下,室溫時就能轉變成超導體。為了尋找這種室溫超導化合物超高壓條件以及不穩定的性質,意味著這種室溫超導體難以有實際性質,但這卻是人類發現的第一種室溫超導體,探索超導體100多年的道路上具有裡程碑意義。
  • 超導體:電阻抵抗是徒勞的!室溫超導體將成為固態物理學的聖杯!
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  • 更緊密分布的氫原子,可促進常溫常壓下超導現象
    超導體是指在特定溫度下呈現電阻為零的導體,可形成極強大的磁場,能產生不少革命性應用,比如時速超過500公裡的磁浮列車、超導量子幹涉儀(已有實際應用,如:MRI)、粒子加速器、超導輸電線路等。百年前,科學家在極低溫度(4.2K)下首度發現材料具有超導特性,如今科學研究已進展到高溫超導體,目前已知最高溫的超導體材料是超氫化鑭,在170GPa壓力、零下23℃(250K)時會出現超導特性。一個超導材料的溫度越接近室溫,商業化成功機率也越大,然而上述超氫化鑭最可惜的是仍需要施加極高壓力,離普及應用還有段距離。
  • 新的室溫超導體
    在兩顆鑽石之間,一種在室溫下由氫、硫和碳超導體組成的化合物。 10月14日研究人員完成了一項長達數十年的探索,他們創造出了第一種不需要冷卻就能消除電阻的超導體。 有一個問題:新的室溫超導體只能在相當於地球中心四分之三的壓力下工作。
  • 科學家發現了第一個室溫超導體
    照一隊紐約的物理學家發現了一種可以在室溫下以最佳效率導電的材料,這是一個長期的科學裡程碑。研究小組在《自然》雜誌上報導說,氫,碳和硫的化合物可在高達59華氏度的溫度下作為超導體運行 。這比去年創下的高溫超導記錄高出50度以上。西班牙巴斯克大學的凝聚態理論家埃恩·埃雷亞(Ion Errea)表示:「這是我們第一次真正可以說發現了室溫超導性。」
  • 人類首次實現室溫超導體
    英國《自然》雜誌14日發表了一項物理學研究成果,一個美國科學家團隊報告,高壓下在有機成分源的氫化物中,觀察到了室溫超導現象而超導不僅僅具有零電阻的特性,還可以完全抗磁性——這讓超導體在傳輸過程中幾乎沒有能量耗損,每平方釐米超導材料上還能承載更強的電流;而一般常規材料,在導電過程中都會消耗大量能量。
  • 中美俄科學家聯合開發超導鋇超氫化物室溫超導再近一步
    來自中國、美國和俄羅斯的科學家預測並獲得了鋇超氫化物,這是一種新的不尋常的超導體。這項研究已發表在《自然通訊》(Nature Communications)上。自20世紀上半葉以來,化學家和物理學家一直在尋找室溫超導體。
  • 人類首次實現室溫超導:創造出臨界溫度約為15℃的室溫超導材料
    三元素體系的超導體迪亞斯說:「之前從未有人預測到過這種C-S-H三元體系的超導性,我們在這個領域摸索了很多年,整個團隊也都按照『模仿金屬氫狀態』的思路來尋找超導體。」這也是之前預測可能尋找到常溫超導體的方向,因此迪亞斯認為,此次的發現既是意料之外,又在情理之中。
  • 轉變溫度387K 室溫超導體已經實現了?
    作者Ivan Zahariev Kostadinov在arxiv.org上張貼了一篇題為「373 K Superconductors」的論文稿,宣稱製作了一種全新的室溫超導體材料。該新材料的超導轉變溫度在超高壓條件下達到了史無前例的387K,中間態轉變溫度為242k。如果這一臨界溫度真的實現的話,那將意味著科學家可以把我們的室溫超導電纜鋪設到非洲大陸去了。