常压下151K超导温度实现18℃的突破

3月13日消息，休斯顿大学（UH）于3月10日发布公告，宣布其与美国得克萨斯超导中心（TcSUH）的物理学家合作，成功打破了维持三十余年的133开尔文超导记录。研究团队在常压下实现了约151开尔文（零下122℃）的超导转变温度，创造了该领域的新世界纪录。

研究人员对水银化合物Hg-1223施以接近绝对零度的极端环境，同时施加相当于30万倍大气压的压强并随后快速卸压。这一工艺成功将其常压超导临界温度提升了18开尔文，达到151开尔文（零下122℃），这也是目前已知高温超导体在常压下的最高工作温度。

图源：休斯顿大学正式截图

转变温度又称临界温度，指的是材料的电阻突然消失、变为零的特定温度点。只要温度低于这个临界点，电流就可以在材料内部无损耗地持续流动。

自1911年超导现象被发现以来，这是所有已知常压超导体中测得的最髙温度。相关研究成果已于3月9日发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。

此次突破主要归功于团队引入的“压力淬火”新技术。通常情况下，许多材料仅在极端高压下才会表现出优异的超导性。

研究人员为克服这一难题，首先对材料施加极高压力以提升其超导性能，随后在特定低温下迅速卸除全部压力。这种方法成功将高压下产生的超导特性“锁定”并保留下来，使材料在恢复常压后依然保持稳定。

提高超导临界温度一直是物理学界数十年的核心目标。科学家于1993年发现了一种汞基铜氧化物陶瓷（Hg1223），其常压超导温度达到133开尔文（零下140摄氏度），该记录一直保持至今。

此次休斯顿大学团队将这项纪录大幅提升了18开尔文（从133开尔文增至151开尔文），对应温标提升约为18摄氏度（从零下140摄氏度升至零下122摄氏度）。

论文第一作者Liangzi Deng表示，一旦材料能在常压下工作，科学家就能利用常规标准仪器对其进行深入研究，从而大幅降低研发门槛并加速技术的商业化应用进程。

距离约300K的室温超导终极目标，目前的纪录仍有约140摄氏度的差距。尽管如此，这一成果依然为未来的能源革命描绘了清晰蓝图。

论文通讯作者Ching-Wu Chu强调，目前电网在输电过程中会损耗约8%的电力。若能应用超导技术消除这些损耗，不仅能节省数十亿美元，还能大幅降低对环境的影响。

参考