超导的简单科普(12)

罗彻斯特大学Ranga P. Dias等人突发奇想将富氢材料与有机超导这两条路径相结合，用碳来代替金属元素。他们运用一种绿色的光化学合成方式，在硫化氢体系中掺杂了一种自然界最廉价、最普通的元素——碳。实验方案设计：1）将碳和硫以1比1摩尔比混合，球磨成5微米以下的颗粒，随后装载到一种称为“金刚石砧座”的装置中；2）氢分子充入其中，扮演反应物和传压介质的双重角色；3）利用两颗金刚石挤压，给样品施加4GPa的压强，并用波长532nm的紫外光照射数小时；4）在压力和辐射的双重作用下，驱动S-S键的光分解，形成硫自由基，并与氢分子反应生成硫化氢；5）迅速微调压强和激光位，最终制出均匀透明的C–S–H晶体结构。
研究人员观察到的超导现象，是在 2670 亿帕压力条件下实现的，而这个压力约是标准胎压的一百万倍。这一压力目前只能在接近地球中心的极高压力下存在，而且，他们在金刚石压腔中产生超导现象的材料数量，是及其微量的，只能用皮升来表示（1 皮升是毫升），这都意味着这一材料不会立即有任何实际应用。尽管如此，物理学家还是希望它能为开发在低压下工作的零电阻材料铺平道路。研究人员表示，他们的下一个目标，将是在环境压力下观察常温超导现象。未来，如果这些材料能从微小的加压晶体扩大到更大的尺寸，不仅能在室温下工作，而且能在常规环境压力下工作，那将是一个更深刻的技术转变，人类将正式迈入室温超导时代。
Nobel Prizes for superconductivity
Heike Kamerlingh Onnes (1913), for his investigations on the properties of matter at low temperatures which led, inter alia, to the production of liquid helium.
John Bardeen, Leon N. Cooper, and J. Robert Schrieffer (1972), for their jointly developed theory of superconductivity, usually called the BCS-theory.
Leo Esaki, Ivar Giaever, and Brian D. Josephson (1973), for their experimental discoveries regarding tunneling phenomena in semiconductors and superconductors, respectively and for his theoretical predictions of the properties of a supercurrent through a tunnel barrier, in particular those phenomena which are generally known as the Josephson effects.
Georg Bednorz and K. Alex Müller (1987), for their important break-through in the discovery of superconductivity in ceramic materials.
Alexei A. Abrikosov, Vitaly L. Ginzburg, and Anthony J. Leggett (2003), for pioneering contributions to the theory of superconductors and superfluids.
六、超导体的应用
超导输电线路- 理论上能免除所有输电损耗，大幅压低发电量需求，但成本与保持低温问题使其处于概念研发前沿阶段。中国河南巩义市一间电解铝工厂内目前建有试验超导输电线，仅有360米但已经是世界最长的商用线路，除去保持低温的用电后依然比传统电线节约了65%电量。
超导发电机 - 超导磁体可用于制作交流超导发电机、磁流体发电机让其效率更上一个台阶。1985年日本造船促进基金会(JAFSA)就已经成立了超导电磁发动机船舶(SEMP)开发委员会，目前技术开发尚未达到可商业化水准。
超导量子干涉仪（SQUID）目前已经产业化。
作为低温超导材料的主要代表NbTi合金和Nb3Sn量子干涉仪，在商业领域主要应用于医学领域的MRI（核磁共振成像仪）。