美國羅切斯特大學(xué)的物理學(xué)家蘭加·迪亞斯(Ranga Dias)及其團(tuán)隊日前在美國物理學(xué)會會議上宣布，他們已經(jīng)創(chuàng)造出一種可以在室溫(room temperature)條件下實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)的全新材料。消息發(fā)布后，在全球引起軒然大波。不過，由于該團(tuán)隊在2020年10月發(fā)表的一篇同題論文受到質(zhì)疑，最終導(dǎo)致《自然》雜志撤稿，這表明該團(tuán)隊的最新研究成果將面臨更為嚴(yán)格的審查。

北京時間3月9日凌晨，該研究的主要作者及論文主講人、羅徹斯特大學(xué)機(jī)械工程系和物理與天文系助理教授蘭加·迪亞斯通過郵件接受了《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者的獨(dú)家專訪。

在專訪中，迪亞斯博士對其團(tuán)隊此次的全新發(fā)現(xiàn)充滿信心，他認(rèn)為這將是一項重塑21世紀(jì)的革命性技術(shù)。不過他同時還指出，“要將我們對室溫超導(dǎo)新材料的發(fā)現(xiàn)應(yīng)用到任何規(guī)模的現(xiàn)實(shí)世界中，還需要幾年的艱苦工作。”

迪亞斯：這將是一項重塑21世紀(jì)的革命性技術(shù)

NBD：您的團(tuán)隊此次發(fā)現(xiàn)的這種新材料的可靠性如何?它與您的團(tuán)隊此前發(fā)現(xiàn)的一種硫和氫的化合物在超導(dǎo)方面有何不同?

蘭加·迪亞斯：關(guān)于我們實(shí)驗工作的細(xì)節(jié)現(xiàn)在已經(jīng)可以在《自然》雜志上找到。我們對這種新材料和實(shí)現(xiàn)(室溫)超導(dǎo)所需工藝感到非常興奮。當(dāng)然，要開發(fā)理論上可行的技術(shù)和應(yīng)用，還需要做更多的工作。

NBD：您的團(tuán)隊在2020年發(fā)表的一篇類似論文，稱在260萬個大氣壓下，成功創(chuàng)造出了臨界溫度約為15℃的室溫超導(dǎo)材料，但這篇論文后來被《自然》撤稿。您對這次您的團(tuán)隊宣布的新材料通過審查有足夠的信心嗎?

蘭加·迪亞斯：我們這次有信心，原因有以下幾個：首先，這項工作在我們的羅徹斯特大學(xué)實(shí)驗室和其他實(shí)驗室都重復(fù)了好幾次，并有第三方觀察和獨(dú)立的工作驗證;其次，我們的論文已經(jīng)經(jīng)過了同行審議，并符合該出版物的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn);最后，我們還重新提交了2020年的論文供《自然》雜志再次審議，因為《自然》雜志編輯當(dāng)時提出的問題對實(shí)驗數(shù)據(jù)的質(zhì)量或我們得出的結(jié)論沒有影響。我們也對2020年當(dāng)時工作和實(shí)驗的質(zhì)量充滿信心。

NBD：如果您的團(tuán)隊此次發(fā)現(xiàn)的室溫超導(dǎo)材料最終通過了審查，那么這對全球超導(dǎo)行業(yè)來說意味著什么?這將如何重塑超導(dǎo)行業(yè)?這對全世界來說又意味著什么?

蘭加·迪亞斯：這種新的室溫超導(dǎo)材料將改變整個超導(dǎo)行業(yè)，這將使得一系列技術(shù)成為可能，這些技術(shù)將改變我們使用、存儲和傳輸能源的方式，更不用說在計算、交通和醫(yī)療設(shè)備中的更多種應(yīng)用了。我們認(rèn)為這將是一項重塑21世紀(jì)的革命性技術(shù)。

NBD：您的團(tuán)隊稱，在約21攝氏度的溫度條件下，新材料似乎失去了任何對電流的阻力。不過，實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)仍然需要10千巴的壓力，這大約是大氣層壓力的1萬倍。但這遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于室溫超導(dǎo)體通常所需的數(shù)百萬個大氣壓。那么，既然需要如此大的壓強(qiáng)，那么您的團(tuán)隊所發(fā)現(xiàn)的這種室溫超導(dǎo)材料能否在短期內(nèi)大規(guī)模應(yīng)用?在大規(guī)模的應(yīng)用前，人們必須克服哪些困難?

蘭加·迪亞斯：要將我們對室溫超導(dǎo)新材料的發(fā)現(xiàn)應(yīng)用到任何規(guī)模的現(xiàn)實(shí)世界中，還需要幾年的艱苦工作。這些挑戰(zhàn)本質(zhì)上是技術(shù)性的，但它們都是可以被克服的。

延伸閱讀 | 新材料在室溫條件下實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)

據(jù)已經(jīng)刊登在《自然》雜志的一篇論文，迪亞斯博士和他的團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)了一種由氫、氮和镥組成的新材料，這種材料在約69華氏度(約15.5攝氏度)和10千巴(每平方英寸14.5萬磅)的壓力下表現(xiàn)出了超導(dǎo)性能。“有了這種新材料，室溫超導(dǎo)和應(yīng)用技術(shù)的曙光已經(jīng)到來。”迪亞斯博士在論文中寫道。

盡管14.5萬磅/平方英寸的壓力看起來仍然非常高(海平面上的壓力約為15磅/平方英寸)，但例如在芯片制造中經(jīng)常使用的應(yīng)變工程技術(shù)，都包含了由內(nèi)部化學(xué)壓力固定在一起的材料，壓力甚至還更高。

超導(dǎo)體是一種比常規(guī)導(dǎo)體更為優(yōu)越的無損耗導(dǎo)電材料。現(xiàn)有的超導(dǎo)材料大都需要在極低溫下才能工作，這大大限制了它們的大規(guī)模應(yīng)用。因此，找到一種室溫超導(dǎo)材料，是全世界物理學(xué)家長久以來的夢想。

上述論文指出，實(shí)現(xiàn)室溫超導(dǎo)的材料可以實(shí)現(xiàn)諸多應(yīng)用，例如傳輸電力的電網(wǎng)，而不會損失高達(dá)2億兆瓦時(MWh)的能量，而這種能量的損失是由于導(dǎo)線中的電阻造成的。此外，室溫超導(dǎo)的應(yīng)用還包括磁懸浮列車和更為實(shí)惠的醫(yī)學(xué)成像和掃描技術(shù)(如核磁共振和心磁圖等)，用于數(shù)字邏輯和存儲設(shè)備的更快、更高效的電子產(chǎn)品等等。

其實(shí)，迪亞斯博士的團(tuán)隊此前在《自然》和《物理評論(Physical Review Letters)》上的論文中已經(jīng)報告稱，他們創(chuàng)造的兩種材料——碳質(zhì)硫氫化物和超氫化釔，就已經(jīng)分別在58華氏度(約14.4攝氏度)+3900萬磅/平方英寸和12華氏度(約-11.1攝氏度)+2600萬磅/平方英寸的壓強(qiáng)下實(shí)現(xiàn)了超導(dǎo)。

中航證券在一份研報中指出，人們不斷追求在更高的臨界溫度(Tc)下實(shí)現(xiàn)材料的超導(dǎo)性，以實(shí)現(xiàn)更多的規(guī)模化應(yīng)用可能。放眼未來，尋找能在較低壓力下大規(guī)模應(yīng)用的室溫超導(dǎo)體是超導(dǎo)研究人員的心之所向。