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超導(dǎo)與能源革命 室溫超導(dǎo)體為何引起熱議

2020-10-19 13:36:18來源:儀器網(wǎng)關(guān)鍵詞:超導(dǎo)體閱讀量:6516
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  【儀器網(wǎng) 材料化工】19世紀(jì)70年代,一種在未來直接改變?nèi)祟惿钚问降?a href="http://91workers.com/product/list-5134.html" target="_blank">能源被發(fā)明出來,這種能源便是電力。簡單的來說,電力是一種將電能作為動力的能源,而在其出現(xiàn)的這段不算短暫卻也并不漫長歷史中,電力的發(fā)明直接促使第二次工業(yè)革命的推動與發(fā)展,也正是因為這次工業(yè)革命,人類進入了電氣時代,而電力能源也成為了如今現(xiàn)代社會發(fā)展,主要且重要的能源形勢之一。
 
 
  而對電能的運用又離不開另一個詞——導(dǎo)體。導(dǎo)體泛指一些具有傳到電流的能力且電阻率很小的物質(zhì),早過去很長一段時間,導(dǎo)體對于使用電能的產(chǎn)品都有著非常重要的意義,它們擔(dān)負(fù)這將電流引入產(chǎn)品內(nèi)部、在產(chǎn)品內(nèi)部輸送電流等功能。如果把電比作電子產(chǎn)品的“血液”,那么導(dǎo)體或許就是電子產(chǎn)品的“血管”了。
 
  當(dāng)然導(dǎo)體也并非沒有電阻,通常來說,在電流輸送環(huán)節(jié),導(dǎo)體的電阻越小,輸送過程中產(chǎn)生的損耗也就越少。當(dāng)然實際輸送過程中產(chǎn)生的損耗還與電壓有一定的聯(lián)系,變電站的工作之一便是通過改變電壓來減少電能運輸過程中產(chǎn)生的消耗,這里就不深入了。
 
  簡單的說,在保證其他變量的情況下,減少導(dǎo)體電阻便是一定程度上提高能源利用率。這也是為什么導(dǎo)體作為材料學(xué)中的一環(huán),長期被關(guān)注的原因之一。不同導(dǎo)體,電阻不同,而事實上溫度的變化也會影響導(dǎo)體的電阻,像是金屬導(dǎo)體的電阻率一般隨溫度降低而減小。而在這個前提下,又有一種特殊的材料被業(yè)內(nèi)廣泛關(guān)注,這種材料便是——超導(dǎo)體。
 
  超導(dǎo)體是一種特殊的導(dǎo)體材料,這種材料的特點主要有兩個。其一便是在特定溫度下,電阻可以視為零(無限接近于零),其二則是完全抗磁性。而這兩個特性也決定了超導(dǎo)體的幾個重要發(fā)展方向,即大電流應(yīng)用、電子學(xué)應(yīng)用和抗磁性運用。
 
  雖然說得簡單,但是過去超導(dǎo)體材料卻始終面臨一個問題——溫度限制。現(xiàn)階段幾乎所有的超導(dǎo)體,它們的臨界溫度都無法輕易達到,這也使得想要運用它們的超導(dǎo)性難上加難。不過,近在新材料領(lǐng)域,似乎有了新的進展。
 
  近日,英國媒體發(fā)布了一則報道,其中提到紐約羅切斯特大學(xué)的一個團隊通過利用金剛石擠壓碳、硫和氫成功在15攝氏度的條件下測出了超導(dǎo)性。當(dāng)然由于苛刻的壓力要求,以及材料中碳、硫和氫構(gòu)成仍處于未知,因此該超導(dǎo)體并沒有真正意義上的被完成。
 
  但是換個角度來說,這個實驗一定程度上證明了常溫超導(dǎo)體是可能存在并且可以被制造出來的,也就是說,對于民用超導(dǎo)排斥型磁懸浮列車、納米計算機等曾經(jīng)天方夜譚的設(shè)想,未來也是有可能實現(xiàn)的。
 
  換言之,隨著科研技術(shù)的發(fā)展,科研儀器的進步,或許在不遠(yuǎn)的將來,室溫超導(dǎo)體真的可以問世,而當(dāng)哪一天到來,包含航空航天、地質(zhì)研究、工業(yè)生產(chǎn)、能源發(fā)展等多個領(lǐng)域都會受到影響,超導(dǎo)體或許能真正掀起一場能源變革的風(fēng)暴。
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