物理学家发现室温超导

—这一发现为重新构想能源网格,技术,社会打开了大门

日期:2020年10月14日
资源:内华达大学,拉斯维加斯
概要:物理学家在对室温超导体的长期追求中取得了突破,他们将其称为能效的“圣杯”。

内华达大学,拉斯维加斯大学和罗切斯特大学的物理学家在对室温超导体的长期追捧中取得了突破,他们称之为能效的“圣杯”。

由罗切斯特大学物理学家Ranga Dias领导的研究小组与UNLV物理学和天文学助理教授Ashkan Salamat共同在钻石砧室中建立了室温超导性。将微小的材料压缩到极高的压力-只能在地球中心发现的压力。

尽管研究小组观察到的现象在今天被报道为《自然》杂志的封面故事,但该现象仍处于早期阶段或基本水平,但这一发现对能量的存储和传输方式具有影响。它也可能有一天改变从笔记本电脑到MRI机器的日常技术设备的供电方式,人员和货物的运输方式以及整个社会如何在未来几年内运作。

“这是革命性的游戏规则改变者,”领导新成立的多学科小组UNLV的内华达州极端条件实验室的萨拉姆特说,该实验室研究高压材料的基本实验,计算和工程问题。“这项发现是新的,而且该技术还处于起步阶段,并且是对未来的展望,但是可能性是无限的。这可能会改变能源网格,并改变每一个以电子方式驱动的设备。”

超导是一种了不起的量子现象,因为它的标志性特性包括磁场的驱除和零电阻电流,这意味着流经电路的能量电流可以无限完美地传导,而不会损失功率。

自1911年首次观测以来,科学家们仅在非常低的温度下观察到超导性,温度在绝对零的几度以内(负273摄氏度),这将使广泛的实际应用无法实现。然而,在1968年,科学家们预测,在非常高的压力下进入的金属氢可能是发现室温或高于室温的超导性的关键成分。

迪亚斯说:“由于低温的限制,具有如此卓越性能的材料并未像许多人想象的那样完全改变了世界。但是,我们的发现将打破这些障碍,并为许多潜在的应用打开大门。”在罗切斯特大学发行。

在罗彻斯特大学的迪亚斯实验室中,研究小组致力于化学合成氢,以解决这个有着百年历史的问题。就像材料搜索引擎一样,Salamat和Dias使用金刚石砧盒在温度和压力空间中进行扫描,以找到正确的组合,该组合将首先驱使碳硫氢变成金属态,然后再驱动到室温超导态。

Salamat指出,由金属电缆组成的美国能源网格每年因耗散电流而损失约200亿美元。尽管像铜这样的金属在几乎所有金属中都表现出最小的电阻,但它仍然具有抵抗力。流过铜和其他金属的电流会产生热量,因此会损失能量(请考虑热量从笔记本电脑底部散发出去)。

室温下的超导性将使电流永远流经闭合回路,这意味着不会损失任何能量。在遥远的未来,这样的州可以使美国西南部的太阳能农场能够无损失地将能源输送到东海岸,或者可以将MRI机器(目前需要液氦进行操作)部署到战区。它可能会改变电子产品的设计和制造方式,并可能会改变运输系统。

萨拉玛特说,发现室温超导体不是您所说的“尤里卡”时刻,而是他和迪亚斯有条不紊,有针对性的努力。他们的下一步是开发一种协议,以释放这些材料的压力,同时保留其超导性能。

为了支持他们在此问题上的持续工作,Dias和Salamat成立了一家新公司Unearthly Materials,以寻找通往室温超导体的途径,该超导体可以在环境压力下大规模生产。

萨拉玛特说:“我们生活在一个半导体社会中。” “通过这种技术,您可以将社会从半导体社会转变为超导社会。”

资料来源:内华达大学拉斯维加斯分校(内容长度经过编辑)
参考资料: Materials provided by University of Nevada, Las Vegas. Original written by Natalie Bruzda. Note: Content may be edited for style and length.

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