超導那些事兒

對於一些人來說，超導可能是個很陌生的概念，我們知道的超導也僅限於磁懸浮列車，而隨著2016年國家科技最高獎的公布，超導的概念再一次被人們所關注，今天我們一同來了解超導那些事兒。

什麼是超導?

全稱超導電性，是20世紀最偉大的科學發現之一，指的是某些材料在溫度降低到某一臨界溫度，或超導轉變溫度以下時，電阻突然消失的現象。具備這種特性的材料稱為超導體。

怎麼辨別材料是否有超導性?

1933年，荷蘭的邁斯納和奧森菲爾德共同發現了超導體的另一個極為重要的性質——當金屬處在超導狀態時，這一超導體內的磁感應強度為零，卻把原來存在於體內的磁場排擠出去。對單晶錫球進行實驗發現：錫球過渡到超導態時，錫球周圍的磁場突然發生變化，磁力線似乎一下子被排斥到超導體之外去了，人們將這種現象稱之為「邁斯納效應」。邁斯納效應有著重要的意義，它可以用來判別物質是否具有超導性。

超導大家庭：

「超導家族」走過了百餘年，現有五個家族成員(金屬和合金超導體、銅氧化物超導體、重費米子超導體、有機超導體、鐵基超導材料)。

超導之超能力：

「超導家族」的「超能力」體現在生產生活的各個方面，比如超導輸電、超導磁體和超導磁懸浮。

鐵基超導：

2008年3月25日，中國科技大學陳仙輝領導的科研小組又報告，氟摻雜釤氧鐵砷化合物在臨界溫度43開爾文(零下230.15℃)時也變成超導體。3月28日，中國科學院物理研究所趙忠賢領導的科研小組報告，氟摻雜鐠氧鐵砷化合物的高溫超導臨界溫度可達52開爾文(零下221.15℃)。4月13日該科研小組又有新發現：氟摻雜釤氧鐵砷化合物假如在壓力環境下產生作用，其超導臨界溫度可進一步提升至55開爾文(零下218.15℃)。此外，中科院物理所聞海虎領導的科研小組還報告，鍶摻雜鑭氧鐵砷化合物的超導臨界溫度為25開爾文(零下248.15℃)。

超導應用：

超導材料最誘人的應用是發電、輸電和儲能。高溫超導材料的用途非常廣闊，大致可分為三類：大電流應用(強電應用)、電子學應用(弱電應用)和抗磁性應用。大電流應用即前述的超導發電、輸電和儲能;電子學應用包括超導計算機、超導天線、超導微波器件等;抗磁性主要應用於磁懸浮列車和熱核聚變反應堆等。

點擊播放 GIF/26K