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超導(dǎo)與能源革命室溫超導(dǎo)體為何引起熱議

2020-10-19 13:36:18來(lái)源：儀器網(wǎng)關(guān)鍵詞：超導(dǎo)體閱讀量：6510

　　【儀器網(wǎng) 材料化工】19世紀(jì)70年代，一種在未來(lái)直接改變?nèi)祟?lèi)生活形式的能源被發(fā)明出來(lái)，這種能源便是電力。簡(jiǎn)單的來(lái)說(shuō)，電力是一種將電能作為動(dòng)力的能源，而在其出現(xiàn)的這段不算短暫卻也并不漫長(zhǎng)歷史中，電力的發(fā)明直接促使第二次工業(yè)革命的推動(dòng)與發(fā)展，也正是因?yàn)檫@次工業(yè)革命，人類(lèi)進(jìn)入了電氣時(shí)代，而電力能源也成為了如今現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展，主要且重要的能源形勢(shì)之一。

　　而對(duì)電能的運(yùn)用又離不開(kāi)另一個(gè)詞——導(dǎo)體。導(dǎo)體泛指一些具有傳到電流的能力且電阻率很小的物質(zhì)，早過(guò)去很長(zhǎng)一段時(shí)間，導(dǎo)體對(duì)于使用電能的產(chǎn)品都有著非常重要的意義，它們擔(dān)負(fù)這將電流引入產(chǎn)品內(nèi)部、在產(chǎn)品內(nèi)部輸送電流等功能。如果把電比作電子產(chǎn)品的“血液”，那么導(dǎo)體或許就是電子產(chǎn)品的“血管”了。

　　當(dāng)然導(dǎo)體也并非沒(méi)有電阻，通常來(lái)說(shuō)，在電流輸送環(huán)節(jié)，導(dǎo)體的電阻越小，輸送過(guò)程中產(chǎn)生的損耗也就越少。當(dāng)然實(shí)際輸送過(guò)程中產(chǎn)生的損耗還與電壓有一定的聯(lián)系，變電站的工作之一便是通過(guò)改變電壓來(lái)減少電能運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生的消耗，這里就不深入了。

　　簡(jiǎn)單的說(shuō)，在保證其他變量的情況下，減少導(dǎo)體電阻便是一定程度上提高能源利用率。這也是為什么導(dǎo)體作為材料學(xué)中的一環(huán)，長(zhǎng)期被關(guān)注的原因之一。不同導(dǎo)體，電阻不同，而事實(shí)上溫度的變化也會(huì)影響導(dǎo)體的電阻，像是金屬導(dǎo)體的電阻率一般隨溫度降低而減小。而在這個(gè)前提下，又有一種特殊的材料被業(yè)內(nèi)廣泛關(guān)注，這種材料便是——超導(dǎo)體。

　　超導(dǎo)體是一種特殊的導(dǎo)體材料，這種材料的特點(diǎn)主要有兩個(gè)。其一便是在特定溫度下，電阻可以視為零(無(wú)限接近于零)，其二則是完全抗磁性。而這兩個(gè)特性也決定了超導(dǎo)體的幾個(gè)重要發(fā)展方向，即大電流應(yīng)用、電子學(xué)應(yīng)用和抗磁性運(yùn)用。

　　雖然說(shuō)得簡(jiǎn)單，但是過(guò)去超導(dǎo)體材料卻始終面臨一個(gè)問(wèn)題——溫度限制?，F(xiàn)階段幾乎所有的超導(dǎo)體，它們的臨界溫度都無(wú)法輕易達(dá)到，這也使得想要運(yùn)用它們的超導(dǎo)性難上加難。不過(guò)，近在新材料領(lǐng)域，似乎有了新的進(jìn)展。

　　近日，英國(guó)媒體發(fā)布了一則報(bào)道，其中提到紐約羅切斯特大學(xué)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)通過(guò)利用金剛石擠壓碳、硫和氫成功在15攝氏度的條件下測(cè)出了超導(dǎo)性。當(dāng)然由于苛刻的壓力要求，以及材料中碳、硫和氫構(gòu)成仍處于未知，因此該超導(dǎo)體并沒(méi)有真正意義上的被完成。

　　但是換個(gè)角度來(lái)說(shuō)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)一定程度上證明了常溫超導(dǎo)體是可能存在并且可以被制造出來(lái)的，也就是說(shuō)，對(duì)于民用超導(dǎo)排斥型磁懸浮列車(chē)、納米計(jì)算機(jī)等曾經(jīng)天方夜譚的設(shè)想，未來(lái)也是有可能實(shí)現(xiàn)的。

　　換言之，隨著科研技術(shù)的發(fā)展，科研儀器的進(jìn)步，或許在不遠(yuǎn)的將來(lái)，室溫超導(dǎo)體真的可以問(wèn)世，而當(dāng)哪一天到來(lái)，包含航空航天、地質(zhì)研究、工業(yè)生產(chǎn)、能源發(fā)展等多個(gè)領(lǐng)域都會(huì)受到影響，超導(dǎo)體或許能真正掀起一場(chǎng)能源變革的風(fēng)暴。

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