第一个室温超导体终于被发现了

在这里：经过一个多世纪的等待，科学家们报告发现了第一个室温超导体。

这一发现唤起了人们对未来技术的白日梦，这些技术可能会重塑电子产品和交通运输。超导体在没有电阻的情况下传输电力，允许电流在没有任何能量损失的情况下流动。但之前发现的所有超导体都必须冷却，其中许多超导体的温度非常低，这使得它们在大多数用途上都是不切实际的。

现在，科学家们已经发现了第一个在室温下工作的超导体-至少在一个相当寒冷的房间里是这样。纽约罗切斯特大学的物理学家兰加·迪亚斯(Ranga Dias)和他的同事10月14日在“自然”(Nature)杂志上报道，这种材料在大约15摄氏度(59华氏度)的温度下是超导的。

伊利诺伊大学芝加哥分校的材料化学家拉塞尔·海姆利(Russell Hemley)没有参与这项研究，他说，团队的结果“简直是美观”。

然而，这种新材料的超导超导力量只有在极高的压力下才会出现，这限制了它的实际用途。

迪亚斯和他的同事通过挤压两颗钻石尖端之间的碳、氢和硫，并用激光撞击材料以引发化学反应，形成了超导体。当压力大约是地球大气层的260万倍，温度低于15摄氏度时，电阻就消失了。

单凭这一点还不足以说服迪亚斯。“我第一次都不相信，”他说。因此，研究小组研究了更多的材料样本，并调查了它的磁性。

众所周知，超导体和磁场是相互冲突的--强磁场会抑制超导电性。果然，当材料被置于磁场中时，需要较低的温度才能使其超导。研究小组还对该材料施加了振荡磁场，并表明，当该材料成为超导体时，它会将该磁场从其内部排出，这是超导的另一个迹象。

科学家们无法确定这种材料的确切成分或其原子是如何排列的，因此很难解释它是如何在相对较高的温度下超导的。迪亚斯说，未来的工作将集中在更完整地描述材料上。

1911年发现超导电性时，只有在接近绝对零度(−273.15°C)的温度下才能发现超导电性。但从那时起，研究人员一直在稳步发现在更高温度下超导的材料。近年来，科学家们通过关注高压下的富氢材料加快了这一进展。

2015年，德国美因茨马克斯·普朗克化学研究所的物理学家米哈伊尔·埃雷姆茨和同事们挤压氢和硫，在高达−70°C的温度下创造了一种超导体(SN：12/15/15)。几年后，两个小组，一个由埃雷梅茨领导，另一个由海姆利和物理学家马杜里·索马亚祖鲁(Maddury Somayazulu)领导，研究了一种镧和氢的高压化合物。这两个团队分别在−23°C和−13°C的更高温度下发现了超导电性的证据，在一些样品中可能高达7°C(SN：9/10/18)。

室温超导体的发现并不令人惊讶。纽约布法罗大学的理论化学家Eva Zurek没有参与这项研究，她说：“我们显然一直在朝着这个方向前进。”但打破象征性的室温屏障“真的是一件大事”。

如果室温超导体可以在大气压下使用，它可以节省大量因电网电阻而损失的能量。它还可以改进目前的技术，从核磁共振机到量子计算机，再到磁悬浮列车。迪亚斯设想人类可以成为一个“超导社会”。

但到目前为止，科学家们只在高压下制造出了这种材料的微小斑点，因此实际应用仍有很长的路要走。

不过，伊利诺伊州莱蒙特阿贡国家实验室的索马亚祖鲁(Somayazulu)说，“温度不再是极限”，他没有参与这项新的研究。索马亚祖鲁说，相反，物理学家现在有了一个新的目标：创造一种在不施加挤压的情况下工作的室温超导体。“这是我们必须迈出的下一大步。”

科学家和记者都有一个共同的核心信念，那就是提问、观察和核实以获得真相。科学新闻报道跨科学学科的重要研究和发现。我们需要你们的财政支持来实现这一目标-每一笔贡献都是有意义的。

立即订阅或捐赠。

E·斯奈德等人。碳质硫氢化物的室温超导电性。大自然。2020年10月14日在线发布。电话：10.1038/s4158602801-z.