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超级学爸:超导的突破,恐怕还得指望东方神秘大国|2023-03-10

昨天传来一则消息,美国物理学年会上爆出了惊天大新闻,说是来自罗彻斯特大学的斯里兰卡裔学者Dias团队宣布,他们实现了近环境压强下的室温超导。

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根据报告,他们的科研小组利用三元氢化物(N-Lu –H,氮氢),实现了1Gpa(或1000Mpa)条件下20度室温的超导电性。

这一消息,在业界引起了轩然大波。因为如果这项科研成果是真的,将会在工业领域引起一系列革命性的技术变革,应用场景无限广阔。

我们先看看什么是超导。超导现象最早可以追溯到1911年。当时荷兰的科学家昂内斯发现,在零下269度时,汞的电阻突然彻底消失(接近于零)。

当时他对这项发现感到很震惊,也预感到自己可能发现了一个聚宝盆,因为他认识到超导非常具有商业价值

如果用超导电线输电,电能传输损耗接近于零。电能是卓越的二次能源,电力的广泛应用极大地改变了人类的生活面貌,让人类文明实现了质的飞跃。

但是电能损耗,一直是困扰人类的问题。为了减少电能损耗,人类不得不加粗导线,又不得不在远距离运输时提高电压,中国的特高压技术,就是为了降低电力损耗。

中国的输电技术是世界上最先进的,中国也是世界上铜消耗第一大国,但是中国的电力损耗一年也超过了1000多亿度,相当于浪费掉了一个三峡。

印度没有特高压,平均输配电损耗率高达22.7%,是世界上输配电损耗最高的国家之一。这意味着印度发100度电,只有77.3度能送到用户端。

所以如果发现了常温下可以应用的超导材料,那还要啥特高压?铜也能节省下不少,还能节省用地。而如果把超导材料用在用电器中,也可以大大降低用电器的电能消耗。

这是超导的第一个诱人的性质。第二个诱人的性质是完全抗磁性,也就是外加磁场无法进入超导内部,也就是磁感线(磁力线)无法穿过超导,内部磁场为零。

这是因为超导材料表面产生了无损耗的感生电流,这个电流相当于一个线圈(电磁铁),产生了自己的磁场,跟外加磁场对着干,并抵消了外加磁场。

这个性质有什么用呢?那就是超导磁悬浮。也就是在一个超导下面放一个磁铁,这个超导立刻也变身另一个磁铁,强烈排斥身下边这个磁铁,于是就把自己给悬浮起来了。

磁悬浮这个性质很诱人啊,首先可以大大减少摩擦阻力。我们的汽车和火车,发动机发出的机械能,能量通过传动装置到了轮子,最终都是被摩擦力给消耗了。

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