最近，“室內(nèi)超導體”一詞在網(wǎng)上引起了熱議，引起了國內(nèi)外網(wǎng)友的廣泛討論。這是什么情況？

3月9日，羅徹斯特大學?Dias小組宣布，他們在近大氣條件下，發(fā)現(xiàn)了一種由氫、氮、氦等三種元素構(gòu)成的新型室溫超導體，有望在10kbar（1 GPa,10,000個大氣壓力）下，達到294 K?（約21攝氏度）的溫度。

為什么“室內(nèi)超導體”有什么用?以至于會引起這么大的轟動？接下來，我們就認真聊聊“室內(nèi)超導”。

01?何謂“室溫超導”？

超導是一種電學現(xiàn)象，即在一定溫度，一定壓力下，某些物質(zhì)電阻減小到0，使電流可以在材料內(nèi)部進行無阻抗的傳遞。

所謂常溫超導，就是在正常的環(huán)境下（即正常的室溫，20-25℃）出現(xiàn)的一種超導。在室溫下，由于超導體與外部環(huán)境的溫度差異，使其處于零或極微小的溫度變化。在一些數(shù)據(jù)中，當金屬材料冷卻到很低的溫度時，其導電性能將會發(fā)生變化，這種現(xiàn)象被稱為超導。

常規(guī)超導體需要在極低溫度下實現(xiàn)超導電性，需要消耗大量能源，且設(shè)備成本較高，極大地限制了其應用。

但是，如果有一種材料能在室溫下實現(xiàn)超導，那么它將會極大地改善人類對超導的認知，而且它將會擁有非常廣泛的應用，比如能量高效傳輸、磁懸浮交通、高性能計算等等。

02?“室溫超導”應用

室溫超導電性的發(fā)現(xiàn)和研究，對于未來的科學和工程應用都有著重要的意義?；诟邷爻瑢w的一系列新材料、新工藝和新裝置，對以下領(lǐng)域的發(fā)展具有重大意義：

1、能量傳輸：采用超導技術(shù)，傳輸效率高，能量傳輸損失低。當前，超導技術(shù)在電力系統(tǒng)中得到了廣泛的應用?，F(xiàn)在的電力傳輸會有能源損失，大量的電力被浪費。如果能夠?qū)崿F(xiàn)室溫超導，那么電能就可以在不損失任何能量的情況下，將會極大地提升能量的利用率。

2、核磁（MR)：在強磁場下，超導體具有優(yōu)異的表現(xiàn)，在室溫下被發(fā)現(xiàn)，將是核磁（MR）技術(shù)的一個重要突破。所以，如何充分地發(fā)揮其有利的作用，以減少其生產(chǎn)及應用的費用，已成為國內(nèi)外學者的一項重要工作。磁共振（MRI）是當前醫(yī)療領(lǐng)域中最常用的一種影像技術(shù)，但其對超導磁鐵的需求較大，不僅價格昂貴，而且需要大量的制冷能源。如果能夠用常溫的超導體來代替磁鐵，那么將會大大的降低核磁共振成像的成本，從而推動核磁共振成像技術(shù)的普及。

3、電子器件：當前的電子設(shè)備和芯片在工作的時候，需要消耗大量的能源和物質(zhì)，而且，常溫超導材料可以以較低的能耗來實現(xiàn)超導，這將使得電子設(shè)備更加的節(jié)能、高效、穩(wěn)定。未來，在通訊、傳感等領(lǐng)域，超導電性的電子元件，將會被廣泛的應用。

4、宇宙航天：超導技術(shù)可以用于生產(chǎn)更輕、更堅固的產(chǎn)品，以及更安全的飛行器，提高飛行器的性能和安全性。隨著超導技術(shù)的不斷發(fā)展，將會給宇航事業(yè)帶來一系列的變化。因此，該系統(tǒng)在航空和航天技術(shù)方面有著廣泛的應用。例如，可以使用常溫的超導體來制造更高效的航空引擎，使其更加的節(jié)約能源，保護環(huán)境。

03?國內(nèi)外評價

在接受采訪時Dias 博士稱對此發(fā)現(xiàn)通過審核非常有信心，“首先，這項工作在我們的羅徹斯特大學實驗室和其他實驗室都重復了好幾次，并有第三方觀察和獨立的工作驗證；其次，我們的論文已經(jīng)經(jīng)過了同行審議，并符合該出版物的嚴格標準；最后，我們還重新提交了?2020 年的論文供《自然》雜志再次審議，因為《自然》雜志編輯當時提出的問題對實驗數(shù)據(jù)的質(zhì)量或我們得出的結(jié)論沒有影響。我們也對 2020 年當時工作和實驗的質(zhì)量充滿信心。”

今日中科院物理所文稱：“從論文的角度來看，這是一項開創(chuàng)性的工作，而且相關(guān)的數(shù)據(jù)也非常豐富，如果能夠?qū)⑦@篇論文復制到應用中，沒準還真有可能拿到諾貝爾獎。不過，物理研究并不是一件容易的事情，每一項研究都需要不斷地進行，而當實驗完成的時候，所有的實驗都會被證明是正確的，這將會是一個新的發(fā)現(xiàn)。

然而，也有一些人提出了疑問，因為他們在2020年10月的時候，曾經(jīng)因為一篇與他們小組相同主題的文章被人懷疑，并被《自然》期刊撤回，而這也意味著，他們小組最近一次的研究，將會面對更加嚴厲的審核。對于這一點，上海大學、上海市重點實驗室主任蔡傳兵表示，雖然迪亞斯的實驗結(jié)果是可信的，但是1 GPa的壓力仍然是在高壓范圍內(nèi)，離實用還有很長的路要走。

有意思的是，迪亞斯已經(jīng)兩次宣稱自己已經(jīng)取得了領(lǐng)先于同齡人的重大突破，然而卻并沒有被任何一個科研小組所證實。在此之前，迪亞斯第一個宣布是在高壓下完成金屬氫的合成，這篇論文刊登在美國的《科學》上，但是，沒有任何一個團隊能夠證實這一點，之后，他又宣布，是因為儲存過程中出現(xiàn)了問題，導致儲存過程中的壓力泄漏，導致儲存過程中的氫氣被蒸發(fā)。在那之后，迪亞斯就再也制造不出金屬氫了。就這樣，“金屬氫化物”成為一樁無人能破“懸案”。

04?結(jié)語

室溫超導電性的出現(xiàn)，將極大地推動材料和電子等學科的發(fā)展，并為其在眾多領(lǐng)域的應用提供了可能。文章綜合評述了近幾年來國際上有關(guān)室溫超導材料的研究進展，特別是在制備、性能和應用等方面所取得的重要進展。雖然目前，室溫超導在實際應用中仍然存在著一定的挑戰(zhàn)和困難，但是隨著科技的不斷進步和發(fā)展，我們相信，室溫超導技術(shù)一定會對更多的領(lǐng)域產(chǎn)生深刻的影響，讓人類得到更大的快樂和發(fā)展。

(文章完)