俄羅斯常溫超導獲突破，無需液氮環境，輕鬆實現能量傳輸0損耗！

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常溫超導一直以來都是全球科學家的夢想。可以說，如果誰掌握了研發常溫超導的技術，誰就將一躍成為全球科學科技的尖端選手。最近，來自莫斯科物理技術研究院的科學家開創性地設計了一個計算程序，能夠準確預測出哪些元素可以與氫（H）結合，從而實現「常溫」超導體的可能性。

自20世紀80年代以來，科學家發現一些特殊材料可以利用其外圍電子形成穩定的庫珀對，實現零電阻的超導體。然而，庫珀對的穩定需要聲子的振動來保持，所以材料需要冷卻到-234.5℃才可以。目前雖然已經發現了許多超導材料，但應用條件十分苛刻，或需冷卻到極低的溫度、或需高壓條件。迄今為止應用條件最溫和的超導材料是硫化氫—— -70°C和150萬個大氣壓下。

最近，來自莫斯科物理技術研究院的科學家設計了一個程序，其應用於元素周期表中錒系元素並能夠預測哪些元素可以與氫結合，從而形成室溫超導體。錒系元素是原子序數從89至103的一系列金屬元素（15種），通過對各種金屬氫化物在特定溫度下導電方式的觀察，研究人員發現其在周期表中的位置與超導體間的聯繫。因此，由化學家阿特姆·奧加諾夫領導的一組研究人員著手開發出一個程序，使錒系氫化物的性質與其超導性相匹配。

尋找一種方法來預測哪些元素可以形成超導材料，其意義不言而喻。想像一下，一根電線內的電子在不碰撞任何內部原子的情況下高速運動，實現能量的0損耗是多麼令人激動！這對於面臨能源危機的現代世界影響頗深。

俄物理技術研究院首席科學家表示，「超導電性和元素周期表之間的聯繫最初是由我實驗室的學生Dmitry Semenok提出的。他發現的原理非常簡單，而且以前從來沒有人涉及過，真是太神奇了！」

這種程序的新演算法利用錒系元素中的電子排列來預測哪種元素可以與氫協同構建理想的晶格，從而產生強烈的電子-聲子相互作用。計算結果發現，在-20°C和150萬個大氣壓下，錒系氫化物具有十分顯著的超導特性。雖然這些材料仍需要高壓條件，但-20℃的環境絕對是遠遠超過了前人的成功。這也使「常溫」超導真正意義上成為可能。

雖然在超導技術走進我們日常生活之前還有很多困難需要克服，但俄羅斯這一研究成果無疑為我們提供了一個非常廣闊的思路。將超導現象（物理）與元素周期性排列（化學）相聯繫是很有可能使超導技術向前邁出一大步…

文 / 朱張航宇

參考文獻：Actinium Hydrides AcH10, AcH12, and AcH16 as High-Temperature Conventional Superconductors, J. Phys. Chem. Lett. 2018, 9, pp 1920–1926.

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