來自德克薩斯州超導中心(TcSUH)及休斯頓大學(UH)的研究人員取得了一項突破,這可能會開啟新一代的能源生成、傳輸和儲存方式。UH 團隊在常壓下記錄到的相變溫度為 −251°F(151 開爾文),這是自1911年首次報告該現象以來所記錄的最高相變溫度。這一記錄超過了1993年發現的名為Hg1223的材料所創下的 −356°F(133 K)的前紀錄。相變溫度是指材料能夠無阻力地導電的溫度,提升這一溫度對於研究人員來說至關重要。將這一閾值推向接近室溫,使得發展實用及經濟的超導技術變得更加可行和可負擔。
該項目由全球發明與投資公司 Intellectual Ventures、德克薩斯州政府及其他基金會資助。超導體的問題在於,電能可以無阻力地通過超導體流動,這對改善電網、建造先進的醫療影像系統、啟用聚變能源技術以及開發更快的電子設備至關重要。然而,超導體需要達到極低的溫度,實現這一閾值的過程既昂貴又困難。TcSUH的助理教授鄧良子表示:「一旦我們將材料置於常壓下,科學家可以使用已開發的儀器進行研究,並進一步發展適合於常溫條件的技術。」
科學家們使用了一種稱為壓力淬火的技術達成這一成就。這種新方法在其他領域,如鑽石合成中得到了廣泛應用。該過程涉及施加強大壓力以增強其超導性質並提高相變溫度。材料首先在壓力下冷卻,然後迅速減壓,這一過程“鎖定”了其增強的超導性質。這使得即使在去除壓力後,較高的相變溫度(Tc)依然能夠持續,保持材料在正常條件下的穩定性。教授朱經偉強調:「其他研究人員已經展示了在壓力下達到室溫超導是可行的。我們的方法顯示,在不維持壓力的情況下保持該狀態是可能的。」
研究人員的目標是達到 80.33°F(300 K)的相變溫度閾值。此次發現代表了朝著這一方向邁進的重要一步。朱教授表示:「這一發現潛力巨大。我們相信,隨著越來越多的人參與其中,並給予足夠的時間,我們應該能夠實現這一潛力。」超導研究主任羅希特·普拉桑庫馬指出:「室溫超導被科學家視為一個‘聖杯’,已有超過一個世紀。」UH 團隊的結果顯示,這一目標比以往任何時候都更接近。要縮短這一差距,需要更廣泛的科學社群,包括材料科學家、化學家、工程師以及物理學家的共同努力。該研究結果已發表於《美國國家科學院院刊》(PNAS)上,題為《通往室溫超導的道路:一種程序化方法》。
