美國休斯頓大學與得克薩斯超導中心聯合團隊在高溫超導領域取得重大突破,成功將常壓超導材料的臨界溫度提升至151開爾文(約零下122攝氏度),刷新了保持30余年的133開爾文世界紀錄。這一成果標志著人類向室溫超導目標邁出了關鍵一步,相關研究已發表于《美國國家科學院院刊》。
研究團隊通過創新"壓力淬火"技術實現突破。他們首先對汞基化合物Hg-1223施加30萬倍大氣壓,在接近絕對零度的極端環境下激發其超導特性,隨后通過精準控制的快速降壓過程,將高壓狀態下形成的特殊晶體結構"鎖定"在材料內部。這種工藝使材料在恢復常壓后仍能保持18開爾文的臨界溫度提升,相當于從零下140攝氏度躍升至零下122攝氏度。
超導材料在臨界溫度以下會呈現零電阻特性,電流傳輸無能量損耗。自1911年發現超導現象以來,科學家始終致力于提高臨界溫度以實現實用化應用。1993年發現的汞基銅氧化物陶瓷(Hg1223)曾創造133開爾文的紀錄,但需要持續高壓維持超導狀態,極大限制了其應用場景。
新技術的突破性在于解決了高壓依賴難題。論文第一作者鄧亮子指出,常壓超導材料可使用常規實驗設備進行深入研究,這將大幅降低研發成本。研究顯示,該材料在常壓下仍能保持高壓處理形成的特殊電子結構,這種"記憶效應"為開發新型超導材料提供了全新思路。
通訊作者朱經武教授強調,超導技術的商業化應用將帶來革命性變革。當前電網傳輸損耗約8%的電能,若采用超導電纜可每年節省數十億美元成本,同時減少數千萬噸二氧化碳排放。盡管距離300開爾文(約27攝氏度)的室溫超導目標仍有140攝氏度的差距,但新紀錄的建立為后續研究指明了方向。
該成果立即引發科學界廣泛關注。專家指出,常壓超導材料的突破將加速磁懸浮交通、核聚變裝置、量子計算等領域的實用化進程。研究團隊正在探索將技術應用于其他材料體系,以期發現更多具有高溫超導特性的化合物。










