改变世界的室温超导?

显示全部楼层 · 2024-1-24 09:03:50

改变世界的室温超导?

上周，全球物理学界迎来爆炸性消息：韩国一个科学家团队表示，他们发现了全球首个室温超导材料，一种名为“改性铅磷灰石晶体结构（下称LK-99，一种掺杂铜的铅磷灰石）”的材料。

这意味着超导将能在接近室温（通常是摄氏20度以上）的条件下，材料能表现出电阻为零的超导性质。在这之前，超导材料一般需要极低的温度才能实现超导状态(目前最高的超导临界温度是零下120℃即153K左右)，如果能够在室温下实现超导，将会带来巨大的影响和应用潜力。

那什么叫超导呢？为什么室温超导会震惊全世界呢？

超导

超导通常是指某些材料在低温条件下（通常是接近绝对零度）会表现出电阻为零的现象。‘零电阻’是超导的一个重要标志特性，这意味着当超导体通过电流时，电流可以无阻碍地流动而不会损失能量，电流可以毫无阻力地在导线中形成强大的电流，从而能产生超强磁场，当然这是后话。

零电阻现象

超导的这个‘零电阻现象’最早是于1911年被荷兰物理学家卡茂林·昂内斯发现，卡茂林·昂内斯发现汞在温度降至4.2K附近时，会突然进入一种新状态，其电阻小到实际上测不出来，他把汞的这一新状态称为超导态。并因此获得了当年的诺贝尔物理学奖。

迈斯纳效应

超导的另一个重要标志是“迈斯纳效应”，1933年，荷兰的迈斯纳和奥森菲尔德共同发现了超导体的另一个极为重要的性质——当金属处在超导状态时，超导体内的磁感应强度为零，却把原来存在于体内的磁场排挤出去。对单晶锡球进行实验发现：锡球过渡到超导态时，锡球周围的磁场突然发生变化，磁力线似乎一下子被排斥到超导体之外去了，人们将这种现象称之为“迈斯纳效应”。后来人们还做过这样一个实验：在一个浅平的锡盘中，放入一个体积很小但磁性很强的永久磁体，然后把温度降低，使锡盘出现超导性，这时可以看到，小磁铁竟然离开锡盘表面，慢慢地飘起，悬浮不动。

之前超导的应用受限于使用环境温度等约束，如果室温超导能真正实现，那我们利用超导就能发挥巨大作用，例如超导电缆、超导电机、超导储能器以及粒子加速器和受控热核反应的超大型强磁体；还有时速高达600多公里的超导磁悬浮列车(目前上海磁悬浮列车还是属于电磁悬浮)，无摩擦超导陀螺仪，超导轴承等等。利用“约瑟夫森效应”，它能使超导体可像半导体那样做成二极管、三极管和一种奇妙的探测器件——超导量子干涉仪，用于弱磁场测量、超导计算机等微电子领域。超导储能器收集太阳能，并将它储藏起来，通过强大的电网完好无损地把电流送往用户。可以设想，这些应用一旦实现，世界将改变模样！将对能源、电力和电子领域产生革命性影响，为节能、环保和高效能源传输提供新的解决方案。

目前全世界科学家都在等待验证这一科学发现的结果！！！静待佳音！！

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--老王的工控笔记

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