蔡传兵：迪亚斯的“室温超导”距离大规模应用还有差距

2023-03-10 17:42:04来源：中新经纬

中新经纬3月10日电题：迪亚斯的“室温超导”距离大规模应用还有差距

作者蔡传兵上海市高温超导重点实验室主任、上海大学教授

美国罗切斯特大学的物理学家兰加·迪亚斯(Ranga Dias)及其团队日前在美国物理学会会议上宣布，他们已经创造出一种可以在室温(room temperature)条件下实现超导的全新材料。

(资料图)

他介绍，团队发现了一种由氢、氮、镥组成的化合物，在294K(即21°C)的温度下，材料电阻能降为0，不过这仍需要1GPa的压力才能实现材料的超导性能，这约是大气压力的10000倍，已经远低于室温超导先前所需的数百万个大气压。消息发布后，在全球引起轩然大波。

两大亮点增加结果可信度

迪亚斯团队长期坚持高压诱导氢化物高临界温度超导体探索研究。从展示图片和结果来看，此次不仅仅是临界温度，更高压条件的变化也有很大进步，他们把原来所需的极端高压267GPa变成了一个相对低的压力1GPa。这次包含两个亮点：一是元素组合创新，引入了稀土金属——镥元素，镥元素应用非常少见，一般实验若不是理论预测很难想到它。这一不寻常元素的加入，说明其探索的创新性，增加了可信度；二是这次增加了多个性能表征，特别是比热对温度的变化测量，可以反映真实的相变温度变化的规律，虽然具体数据难以细查，但从他发布的各项内容上看是专业的，多个物性表征图是比较规范和科学的。

超导指的是在特定条件下呈现出电阻等于零的特性以及具备完全抗磁性的材料，但这个“特定条件”的要求往往十分严苛，要么需要极低温度，要么需要极高压力。目前较为先进和使用的高温超导材料YBaCuO的临界温度为-196°C。而不少超导材料要实现临界温度的提高，往往需要足以把绝大多数物质碾碎的超高压力，因此室温超导至今仍然无法实际应用。

有学者甚至认为“实现室温超导的意义跟实现可控核聚变差不多”，虽然此次宣称室温可以实现超导现象，但不得不提，极端条件与低温相比也同样具有挑战性，特别是在应用层面，超导体的实验成功与普通人想象的马上大规模应用之间是有很大差距的。

距离大规模应用还有差距

迪亚斯宣称，这种新的室温超导材料将改变整个超导行业，这将使得一系列技术成为可能，这些技术将改变我们使用、存储和传输能源的方式，更不用说在计算、交通和医疗设备中的更多种应用了。

对于应用超导材料所需要的性能来讲，不仅要通过电阻和磁化率随温度变化，来表征临界温度，还要看临界电流和临界磁场，以及临界电流对磁场的依赖关系等等，这些参数对于实际应用都是非常关键的，此次所显示的临界电流还有待研究，从磁化曲线来看其超导临界电流密度离强电强磁应用还相差很远。而城市高温超导输电电缆，需要超导带材的临界电流密度都在每平方厘米达到兆安培量级。我们正在上海市运行的液氮温区的输电电缆，设计超导载流能力超过2000安培以上；还有一些强磁体应用，包括超导磁悬浮、核聚变、加速器等强电强磁技术，都需要超导材料在磁场下的超强载流能力。

很多投资人和政策制定者都在关注这一问题，实际上目前预判超导材料的应用有点过早。很大的、变革性的东西，往往短时间很难被应用。

原始创新的科技成果往往存在一个预期过早的问题，就是普通人很容易去展望，期待自然基础创新很快在应用端和市场面的铺开或转化。经济价值被解读过早，容易引起公众对科学家本身的质疑，这对科学家是不公平的。但是当下，每年诺贝尔奖都要解读奖项可能对人类社会有多大的贡献，而一般一个新材料成果的推广应用需要20-30年的时间。科学研究成果与实际应用存在极大的差异性，需要大量工作去相互促进和消化，否则急功近利，容易出现失望和误解。

研究者要敢于“突破”自己的过去

2020年，迪亚斯遭遇《自然》杂志撤稿，其实这一过程也体现出其作为众多超导研究者的严谨性，此前文章发布，缺少了一些有力的数据，而此次会议宣布的数据则更加详实。正因为创新性实验所具有的突破性，才会引得科学界去跟随与评议。

真正的科研尤其是基础性研究讲求“十年磨一剑”的精神，不以追求新闻效应或经济效益为导向去组织建设，他们更多去发现自然界的奥秘。事实上，一般所谓的“不靠谱”结果很快就会被科学界重复验证真伪。大量的事实表明：科研工作成果真的假不了，假的真不了。

相信绝大多数科研工作者不会出现故意造假行为，追求真理和创新是他们的基本驱动力和初心。偶尔出现的“问题科学家”除个人品行问题，也可能来自急功近利的思想或考核机制的压力，也可能是粗心大意的不良行为出现的误差导致，绝大多数的科研工作者是以追求自然奥秘和原始创新为己任和乐趣的。专业的东西要给到专业人去评判，这次室温超导显然是个基础研究创新，目前阶段不宜过多解读其经济和市场价值，而其科学性的真伪和价值要给研究者以充足的时间和信任去进行验证。(中新经纬APP)

责任编辑：孙庆阳

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