卡斯特里

首页 » 常识 » 预防 » 美超导股暴涨,常温超导晶体被中美俄实验室
TUhjnbcbe - 2023/9/10 20:05:00

7月22日,韩国研究团队在预印本网站arXiv发布论文,声称合成了全球首个室温常压超导体LK-99,临界温度为℃;

8月1日,韩国团队描述的超导晶体LK-99被中美俄三国的实验室同时宣布验证。

8月1日,美国劳伦斯伯克利国家实验室(LBNL)在arXiv上提交论文称,模拟计算结果支持LK-99作为室温环境压力超导体。

同日,俄罗斯科学家IrisAlexandra成功制备出了具备常温抗磁性的LK-99晶体,而常温抗磁性正是超导晶体的标志之一,其结果在twitter上发布。

中国方面,湖北省武汉市华中科技大学材料学院实验室成功首次验证合成了可以磁悬浮的LK-99晶体,该晶体悬浮的角度比韩国团队描述的样品磁悬浮角度更大,有望实现真正意义的无接触超导磁悬浮。

由于中美俄的实验室同日复现出了LK-99超导晶体,当日美国超导股票AMSC疯涨。

超导材料是什么?—它是物理学的“圣杯”!

超导材料:超导,全称超导电性,是指材料温度降低至临界温度(Tc)时,电阻会突然消失的现象。超导材料具备完全抗磁性,又称迈斯纳效应,是指在磁场强度低于临界值的情况下,磁力线无法穿过超导体,超导体内部磁场为零的现象。完全抗磁性的原因是,超导体表面能够产生一个无损耗的抗磁超导电流,这一电流产生的磁场,抵消了超导体内部的磁场。超导材料凭借独特的性能和巨大的应用潜力百年来吸引着众多科学家的不断探索。

现有的超导体材料可以分为低温超导体和高温超导体。经过一百多年的研究,人们已经发现了多达数万种超导体。按照临界温度的高低,将临界温度低于麦克米兰极限(40K)的超导体称为为低温超导体,临界温度高于40K的超导体称为高温超导体。目前,基于低温超导材料的应用装置一般工作在液氦温度(4.2K及以下),基于高温超导材料的应用装置一般工作在液氢温度(约20K)至液氮温度(约77K)之间。

超导体应用与研究现状如何?

低温超导材料制备技术与工艺已相当成熟。目前应用较多的低温超导材料主要包括NbTi、Nb3Sn、Nb3Al等,下游主要应用在加速器磁体、核聚变工程用超导磁体、核磁共振(MRI和NMR)磁体、通用超导磁体等领域。

我国高温超导商业化起步较晚。目前具备实用价值的高温超导材料主要包括铋系(BSCCO)、钇系(YBCO)、二硼化镁(MgB2)以及铁基超导材料等。美国牛津仪器公司、欧洲耐克森公司、日本昭和电线电缆株式会社等公司已具备批量化生产高温超导线材能力,部分铋系、二硼化镁线材已经成功应用于液氮下运行的发电机、传输电缆、分流电压器等领域。我国高温超导材料的制备与开发进程落后于欧美、日本等发达国家,部分超导应用产品生产企业尚处于研发阶段。

现有的室温超导材料只能在高压下实现。年,吉林大学的马琰铭和崔田团队基于BSC理论,各自通过理论计算做出预测:HS在GPa下会变身高温超导体,临界温度为80K;HS与H复合成的H3S结构在GPa下超导,临界温度在K至K之间。年9月,德国马普化学研究所的A.P.Drozdov、M.I.Eremets等人发现,当压缩HS到接近2百万倍大气压下时,可实现K(约-70℃)温度下超导。年,A.P.Drozdov、M.I.Eremets等人实现自我突破,再次在《Nature》发文报道,在K(约-23℃)的超导临界温度下,氢化镧(LaH10)会在GPa高压下变成超导体。

常压室温超导的突破会带来什么?

常压室温超导一旦突破,对人类文明意义非凡。目前的超导材料的应用局限于低温和高压环境,如果室温常压超导材料取得突破,将在能源、交通、计算、医疗检测等诸多领域产生变革。

1.更高效的电子设备。由于完全不用考虑电阻发热,超导电子元件可以实现更高的计算速度、更低的功耗和更高的集成度,从而推动计算机和通信设备的性能提升。

2.无损耗的电力输送。目前使用铜导线进行远距离电力输送,约有15%的电能损耗。由超导材料制作的导线和变压器,由于没有电阻,可以无损耗地输送到用户。

3.磁悬浮列车降本。超导磁悬浮列车内部集成了超导磁体来产生强大的磁场,从而使高速列车悬浮并以极高速度行驶。这将大大提高交通运输的效率和速度,同时减少能源消耗和环境污染。

4.推动核聚变发电发展。核聚变反应时,内部温度可达1亿摄氏度以上,需要依靠超导体产生的强磁场可以作为“磁封闭体”,将热核反应堆中的超高温等离子体包围、约束起来,然后慢慢释放,从而使受控核聚变能源成为可能。

1
查看完整版本: 美超导股暴涨,常温超导晶体被中美俄实验室