当前位置: 华文世界 > 科学

2023 科技十大进展之一:发现镍氧化物超导体

2024-02-10科学

液氮温区镍氧化物超导体的首次发现是近年来物理学和材料科学领域的一个重大突破。这一发现不仅展示了科学研究的前沿进展,还对未来的技术应用,特别是在超导材料的应用领域,提供了新的可能性。

背景

超导体是指在一定低温条件下,电阻突然下降到零的材料。这种特性使得超导体在没有能量损失的情况下传导电流,对于电力传输、磁体技术、医疗成像等多个领域具有重要应用价值。然而,大多数已知的超导体需要在极低的温度下工作,这限制了它们的广泛应用。

镍氧化物超导体的发现

2023年7月12日,中山大学教授王猛团队与清华大学、华南理工大学等单位合作,在【自然】杂志上发表了一项研究成果,首次报告了在14 GPa的高压下,镍氧化物材料在液氮温区。这是迄今为止人类发现的第二种可以在液氧温度区域内实现超导的材料。

重要性

这一发现的重要性在于两个方面。首先,它标志着人类在寻找高温超导材料的道路上迈出了新的一步。液氮温区的超导体相比于需要使用液氦冷却的传统超导体,其工作温度的提高大大降低了实际应用的成本和技术难度。其次,镍氧化物超导体的发现为理解高温超导机制提供了新的研究平台,可能会引导科学家设计和预测新的高温超导材料。

应用前景

镍氧化物超导体在液氮温区的超导性开启了许多潜在的应用前景。在电力传输领域,使用高温超导材料可以大幅减少能量在传输过程中的损失,提高电网的效率和可靠性。在医疗设备方面,高温超导体可以用于制造更高效的磁共振成像(MRI)设备,提高成像质量并降低运营成本。此外,高温超导材料还有望应用于磁悬浮列车、粒子加速器和量子计算等多个领域。

结论

镍氧化物在液氮温区的超导性发现是一个令人兴奋的科学进展,它不仅推动了超导材料研究的边界,还为未来技术的发展打开了新的大门。随着对这一新型超导体性质的进一步研究和理解,我们期待在不久的将来,能够见证它们在实际应用中的突破和革新。