高溫超導(dǎo)突傳重大突破。

美國團(tuán)隊(duì)宣布高溫超導(dǎo)實(shí)現(xiàn)新的突破。8月13日消息，美國紐約州立大學(xué)布法羅分校的研究團(tuán)隊(duì)公布了一項(xiàng)基于稀土鋇銅氧化物(REBCO)的超高性能超導(dǎo)線材的制備成果，為世界上性能最高的高溫超導(dǎo)線段，同時性價比指標(biāo)顯著提高。

超導(dǎo)體是指在特定轉(zhuǎn)變溫度之下電阻為零且呈現(xiàn)完全抗磁性(即邁斯納效應(yīng))的材料，能廣泛應(yīng)用于電力傳輸和儲能、醫(yī)學(xué)成像、磁懸浮列車、量子計(jì)算等領(lǐng)域。其中，高溫超導(dǎo)的機(jī)制更是被視為凝聚態(tài)物理“皇冠上的明珠”。

目前，低溫超導(dǎo)材料及應(yīng)用仍占超導(dǎo)市場總量絕大多數(shù)。分析機(jī)構(gòu)認(rèn)為，當(dāng)前高溫超導(dǎo)帶材尚未得到大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用，主要原因在于帶材大規(guī)模制備技術(shù)尚不成熟以及生產(chǎn)成本較高。超導(dǎo)材料未來應(yīng)用的潛力巨大，高溫超導(dǎo)材料商業(yè)化進(jìn)程有望加速。

重大突破

8月13日消息，美國紐約州立大學(xué)布法羅分校的研究團(tuán)隊(duì)公布了一項(xiàng)基于稀土鋇銅氧化物(REBCO)的超高性能超導(dǎo)線材的制備成果，為世界上性能最高的高溫超導(dǎo)線段，同時性價比指標(biāo)顯著提高。

相關(guān)研究成果發(fā)表在最新一期《自然·通訊》雜志上。

參與此項(xiàng)研究的除了來自紐約州立大學(xué)布法羅分校的研究人員之外，還有來自加拿大漢密爾頓的麥克馬斯特大學(xué)以及意大利薩萊諾大學(xué)物理系和薩萊諾的CNR-SPIN單元的聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室的研究人員。

根據(jù)實(shí)現(xiàn)溫度不同，超導(dǎo)體可分為低溫超導(dǎo)材料和高溫超導(dǎo)材料。低溫超導(dǎo)材料通常需要借助4K(-269℃)的液氦來實(shí)現(xiàn)20K以下的環(huán)境來實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)電性，高溫超導(dǎo)(HTS)所需的溫度相對來說要高得多，通常可以達(dá)到40K(-233℃)，甚至-100℃以上。目前主要得到應(yīng)用的仍然為低溫超導(dǎo)材料。

美國紐約州立大學(xué)布法羅分校的研究團(tuán)隊(duì)宣布，新的HTS導(dǎo)線涵蓋所有磁場和從5K(-268℃)到77K(-196℃)的工作溫度范圍。在4.2K時，新HTS導(dǎo)線在沒有外部磁場的情況下，每平方厘米可承載1.9億安培的電流;在7特斯拉磁場下，每平方厘米可承載9000萬安培的電流。

在更高的20K(-253℃)時，在沒有外部磁場的情況下，這些導(dǎo)線每平方厘米仍可承載超過1.5億安培的電流;在7特斯拉磁場下，每平方厘米可承載超過6000萬安培的電流。20K也是商業(yè)核聚變的預(yù)期應(yīng)用溫度。

美國紐約州立大學(xué)布法羅分校在新聞稿中表示，這是迄今為止報(bào)告的所有磁場和工作溫度下，臨界電流密度和釘扎力的最高值。

“盡管該團(tuán)隊(duì)的高溫超導(dǎo)薄膜只有0.2微米厚，但它可以攜帶與商用超導(dǎo)導(dǎo)線相當(dāng)?shù)碾娏鳎逃贸瑢?dǎo)導(dǎo)線的高溫超導(dǎo)薄膜幾乎是其厚度的10倍。”該校表示。

該研究的通訊作者、紐約州立大學(xué)杰出教授和紐約帝國創(chuàng)新教授阿米特·戈亞爾(Amit Goyal)認(rèn)為，最新的研究結(jié)果將幫助引導(dǎo)行業(yè)進(jìn)一步優(yōu)化其沉積技術(shù)和制造條件，從而顯著提高商用涂層導(dǎo)體的性價比。提高性價比對于完全實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)體的眾多大規(guī)模、設(shè)想中的應(yīng)用是必需的。

他進(jìn)一步說明，研究的結(jié)果表明，優(yōu)化后的商業(yè)HTS線材仍有顯著的性能提升空間，因此有潛力實(shí)現(xiàn)成本的相應(yīng)降低。