我国常压镍基高温超导研究取得突破性进展
前言
超导材料具有零电阻特性,但常需极低温或超高压环境。近年来,镍基氧化物作为第三类高温超导体系备受瞩目,在高压下的超导起始转变温度已可达80至96开尔文(K),但常压下镍基薄膜的起始转变温度受限于40至50K。
日前,南方科技大学量子功能材料全国重点实验室和物理系、粤港澳大湾区量子科学中心薛其坤—陈卓昱团队在常压镍基高温超导研究领域取得突破性进展,实现常压下最高达63K的超导起始转变温度,以及最高达37K的零电阻温度,迈斯纳抗磁性的起始温度也较此前纪录大幅提升,各项指标均为新的世界纪录。相关研究成果发表在《国家科学评论》上。
该研究不仅创下了常压下镍基超导转变温度的新纪录,更通过高质量的薄膜样品搭建了一个理想的实验平台,可用于探索高温超导的普遍规律。这一进展标志着常压镍基超导研究进入了“60K时代”,向着更高温度的常压超导迈出了坚实一步。

图1.实验室科研团队
市场应用
技术细节方面,团队采用全新镍基氧化物材料,通过晶格调控与掺杂优化,实现常压下 63K 超导起始温度,零电阻温度 37K,远超此前镍基超导纪录(27K)。该材料制备工艺简单、成本低廉,无需极端高压条件,具备大规模产业化潜力,为超导技术商业化应用奠定基础。
应用前景广阔,在能源领域,超导输电可实现高密度低损耗的电力传输,电网损耗降低 90%,全球能源利用率大幅提升;在交通领域,超导磁悬浮列车速度可达 1000km/h,远超高铁,实现 “陆地飞行”;在医疗领域,超导核磁共振仪(MRI)成本降低 50%,普及基层医疗;在科研领域,为量子计算、可控核聚变等前沿研究提供核心支撑。

图2.磁悬浮轨道演示装置
未来设想
全球超导领域格局重塑,此前常压超导纪录由美国、日本保持,南科大团队突破后,中国在常压超导领域实现全球领跑。这一突破吸引全球关注,多国科研机构寻求合作,共同推进常温超导研究。预计未来 5-10 年,常压超导技术将逐步实现产业化,首批应用于电网、医疗、交通等领域。
对于普通人而言,超导技术的突破将带来生活方式的彻底改变。未来,电费大幅降低、出行速度翻倍、医疗设备更普及,能源危机、交通拥堵等问题迎刃而解。南科大团队的突破,不仅是科学研究的胜利,更是人类迈向清洁能源、高效交通时代的重要一步,这也是中国科技发展,给全球带来的影响。
(来源:人民日报、搜狐数码八叔)