40年高温超导难题终破!新加坡团队发现镍基新材料,电费大降或成现实

当我们使用手机或电脑时,设备发热的现象并不陌生。

这种温度的攀升,源于电流通过导体时,电阻将部分电能转化为热能,如同无形中给设备套上了一层"热能枷锁"。而超导体的出现,恰似一把能斩断这层枷锁的利刃——它能让电流畅通无阻,将电能几乎零损耗地传输。

若能将这种神奇材料融入日常生活,电费账单或许会大幅缩水,全球能源困局也将迎来转机。遗憾的是,目前多数超导体需在极低温(如零下273度)下工作,这让"超导生活"始终停留在科幻范畴。

直到1987年,两位物理学家约翰内斯·贝德诺尔茨和卡尔·米勒的突破性发现,为高温超导领域打开了新大门。他们发现了一种铜氧化物材料,能在远超以往的温度下实现超导,这一成就直接为他们赢得了诺贝尔物理学奖的桂冠。

此后,铜基材料成为常压下唯一能在零下243度以上超导的"明星",但科学家们从未停止探索:能否找到更易实现、成本更低的高温超导材料?

最近,新加坡国立大学的阿瑞安多教授与斯蒂芬·林尔·周博士带领的团队,给出了令人振奋的答案。他们选择了一条少有人走的路——将目光投向了层状材料的层间相互作用。

通过深入研究,团队发现,不同层之间的互动方式,直接影响着超导转变温度的高低。这就像搭建积木时,每一块积木的排列方式决定了最终结构的高度与稳固性。

基于这一发现,他们构建了理论模型,大胆预测:不含铜的化合物同样可能成为高温超导的"潜力股"。

理论需经实践检验。团队迅速投入实验,成功合成了名为镍氧化物化合物的新材料。实验数据显示,这种材料在零下243度以上的温度下,就能实现零电阻的超导状态,且完全不需要依赖铜元素,更在常压条件下即可完成。

这一成果,彻底打破了"高温超导仅限于铜基材料"的传统认知。斯蒂芬·林尔·周博士感慨:"这证明高温超导并非铜元素的'专属特权',元素周期表里,还有无数可能等待我们挖掘。"

2025年3月20日,这项研究正式发表于国际顶级学术期刊《自然》杂志。审稿专家一致认为,该研究的数据严谨可靠,实验方法科学规范,为高温超导领域注入了新的活力。

阿瑞安多教授更将其视为"理解超导本质的钥匙":"它不仅让我们更接近超导的底层规律,更打开了合成更多新型超导材料的大门。"

这项突破的意义远不止于实验室。在全球能源需求持续增长、电力损耗问题日益突出的当下,超导材料的普及应用,有望大幅减少输电过程中的能量损耗,让每一度电都更高效地服务于人类。

从城市电网到偏远乡村,从工业生产到日常生活,超导技术或许正在为能源转型按下"加速键"。而中国科学家在该领域的持续探索,也正让世界看到:在这场关乎未来的科技竞赛中,我们从未缺席。

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