美國科學家迪亞茲日前發(fā)布了“室溫超導”的最新進展，但南大聞海虎教授很快通過實驗論證將其推翻。

　　關于“超導”的討論，至今依然熱烈。“超導”到底是什么？會給我們的生活帶來多大的改變？南京航空航天大學物理學院副院長李晉斌表示，如果“室溫超導”真的實現了，以后在家里就能搞一個非常酷的懸浮沙發(fā)躺著看電視，嗑瓜子。但這一切的實現都需要滿足多個條件，科學家們還得繼續(xù)奮斗很多年。

　　揚子晚報/紫牛新聞記者 楊甜子

　　什么是“超導”技術

　　112年前，“超導”現象被發(fā)現

　　科普“超導”需要從它的概念說起。“超導”顧名思義“超級能導電”，它的發(fā)現，要追溯到1911年。1911年，荷蘭物理學家海克·卡曼林·昂尼斯發(fā)現，把汞冷卻到-269攝氏度時電阻會突然消失，電子會在其中無阻礙地運動。后來，他又注意到許多金屬和合金都具有與汞相類似的特性，他將這種特殊的導電性能稱之為“超導態(tài)”。這是人類首次發(fā)現超導現象。昂尼斯因研究物質在低溫下的性質，并制出液態(tài)氦而榮獲1913年諾貝爾物理學獎。

　　“超導的形成機制，類似于很多人聽過的一個故事——拿破侖的軍隊過橋。”南京航空航天大學物理學院副院長李晉斌解釋，“同樣一座橋，普通游人用各自的步行節(jié)奏通過，橋不會產生共振現象，所以能繼續(xù)維持。但軍隊過橋時，相同人數對橋產生的壓力沒有增加，但軍士腳步整齊劃一，致使橋產生共振，最終橋面轟然倒塌。”同樣，極低溫下的金屬塊里，原本不規(guī)則運動的電子，一下子像軍士一樣，開始了整齊運動，于是便有了物理定義里的“關聯”，類似于軍士腳步產生的“共振”，一下子就有無窮的導電能力。

　　怎樣給超導環(huán)境“升溫”，科學家們拼了

　　“超級能導電”這一特性雖然被科學家發(fā)現了，但卻自帶“致命缺陷”：它只能在-269攝氏度這樣極低的溫度中實現“超導”，正常環(huán)境下，金屬還是存在電阻，電流通過時依然會“受到阻礙”。

　　要是能在常溫下實現“超級能導電”，該有多好！此后的一個多世紀中，為了逐步提高超導臨界轉變溫度，努力達到正常人能接受的“室溫”，新的超導材料相繼被發(fā)現，一波接一波沖擊更高的超導臨界轉變溫度，每次發(fā)現都推動著科學家投身相關的研究熱潮。

　　據不完全統計，前后有10位科學家因為超導研究而獲獎。其中較為著名的，是上世紀80年代初，科學家柏諾茲和繆勒開始在氧化物中尋找超導體，最終在1986年成功合成鈣鈦礦結構的鑭鋇銅氧化物，臨界轉變溫度達-238.15攝氏度。這立刻掀起了全球范圍的熱潮，包括華人物理學家朱經武和中科院物理所趙忠賢在內的團隊，很快將高溫超導的臨界轉變溫度提升到-173攝氏度以上。柏諾茲和繆勒因此獲得了1987年的諾貝爾物理學獎。

　　超導家族中的很多成員，都是中國人發(fā)現的

　　鈣鈦礦的結構類似于我們見到的陶瓷，沒有辦法加工成傳輸線。2008年，日本科學家細野秀雄發(fā)現了一種很重要的材料——鐵基超導體，其超導溫度可達-247.15攝氏度。中國科學家敏銳地注意到這個材料很重要，接著把鑭氧鐵砷氟中的鑭換成了其他的鑭系元素，結果他們獲得的釤鐵砷氧氟，超導溫度可以達到-218攝氏度。這就是第二大高溫超導體家族——鐵基高溫超導體。

　　現在，科學家發(fā)現了這個家族的很多成員，其中很多是中國人發(fā)現的。鐵基超導塊體材料目前最高超導溫度可以達到-218攝氏度，鐵硒薄膜材料至少可以達到-208.15攝氏度。

　　這一次，中國科學家質疑美國的“最新研究”

　　這次美國科學家迪亞茲的最新“研究成果”，主題依然是對超導臨界轉變溫度的“優(yōu)化”。迪亞茲團隊通過實驗，創(chuàng)造出了一種在室溫和相對較低壓力的可在實際條件下工作的“超導體”。該超導體由氫、氮和镥（Lu-N-H）三種金屬元素材料混合、放置在“金剛石壓砧”裝置中加壓，在約21℃溫度下、以及1萬個標準大氣壓的壓力下進入超導狀態(tài)，失去了對電流的阻力，從而實現這種新型超導體在室溫環(huán)境中應用的可能。

　　這引發(fā)業(yè)內專家和媒體熱議。不少專家對這一成果持觀望態(tài)度。一些人對迪亞茲團隊的可信度表示懷疑。

　　很快，迪亞茲的這一結論就被南京大學聞海虎教授團隊推翻。3月15日，聞海虎團隊提交了一篇包括9名作者、長達16頁的研究論文，直截了當否定了迪亞茲的研究結論。論文結論稱：“我們的實驗清楚地表明，從環(huán)境壓力到6.3GPa，溫度低至10K（約-263攝氏度），镥氮氫材料LuH2±xNy中不存在超導性。”

　　滿足多個條件，“室溫超導”有實現的可能

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　　未來不僅有懸浮城市和懸浮汽車

　　還可以坐著懸浮沙發(fā)看電視

　　“其實，迪亞茲的實驗縱使可以實現，也忽略了超導應用的條件。”李晉斌教授告訴記者，真正要實現“室溫超導”，除了壓強和低溫之外，還需要電流等多種條件的配合。“舉個例子，大家都覺得木頭是絕緣體，其實，當電流足夠大時，連木頭都會被擊穿，從而變成導體。”

　　那么，科學家們奮斗了一百多年的“室溫超導”，到底有沒有實現的可能？

　　對此，李晉斌表示，科學論證中完全可以有。其實，壓力大一點就可以幫科學家實現室溫超導。比如說氫在常溫下是氣體，兩個金剛石對著壓就會變成金屬氫，金屬氫就是傳說中的室溫超導體。

　　科學家們曾發(fā)現，在鑭氫10里面加200萬個左右的大氣壓，可以達到臨界溫度250K。250K是什么概念？是-23℃，在東北就當作室溫了。

　　“如果滿足了室溫超導的所有條件，真正實現室溫超導后的生活，還是挺愜意的。”李晉斌舉了個例子，比如，以后在家里就能搞一個非常酷的懸浮沙發(fā)躺著看電視，嗑瓜子。我們走出房間，可以看到天上有懸浮的城市，地上有懸浮的汽車，不只是懸浮的高鐵了。

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　　乘坐超級磁懸浮列車

　　從北京到上海只需要半小時

　　“超導除了超級導電性這一性質以外，還有一個很重要性質就是抗磁性。”李晉斌告訴記者，如果未來“室溫超導”可以實現，利用超導抗磁性可以建造超級磁懸浮列車，那么北京到上海的高鐵時間將縮短到半小時。

　　對于絕大多數人來說，“超導”還是個玄幻的科學名詞。但在我們的日常生活中，“超導”已有不少應用。比如，航空航天中的精密測量，又或者是醫(yī)院里的核磁共振。

　　“核磁共振能夠比X光拍得更加精細，就是用上了超導技術。科技的確可以改變生活。”李晉斌說。