常压下超导材料的“压力淬火”

美国休斯顿大学物理系和得克萨斯超导中心的团队最近搞了个大新闻,通过一种叫“压力淬火”的新法子,把常压下超导材料的转变温度给提上来了。这事儿能让那些在电网里因为电阻损耗掉的电力省下8%,给电力传输省下的经济成本得有几十亿美元呢。团队是在休斯顿大学的实验室里搞出来的成果,已经发在了《美国国家科学院院刊》上。超导这个物理现象指的是材料在特定温度下电阻全没了、还能把磁力线都排开。自从1911年被发现后,科学家们的终极目标就是造出能在常温常压下干活的超导体。大多数材料都得靠液氦那种超低温才能工作,成本高不说技术门槛也很高,大规模应用一直受限。把这个温度推到更容易实现的区间,是走向实用的关键一步。这次他们用的“压力淬火”,是先把材料样品给加压变个微观结构,然后降温到特定状态,再猛地把压力放掉。这么一“淬火”,材料在高压下变出来的利于超导的那种不稳定状态就能被锁住,恢复常压后还是能在更高温度下保持超导特性。靠着这招儿,他们把常压下的转变温度提升到了151开尔文(差不多零下122摄氏度)。之前的纪录是由一种汞基铜氧化物超导体Hg1223保持的,才133开尔文,那纪录已经挺了30多年了。除了电网输变电能节省损耗外,像核磁共振成像、粒子加速器、可控核聚变装置还有超高速电子学这些领域也都能用得上。而且因为是在常压下做实验,科学家们能更方便地拿各种先进仪器去分析材料,这样能更快地搞明白超导的原理还能开发出新材料。