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高温超导实现新的突破
2024年08月14日 00:04
作者：券商中国 周乐
来源：证券时报网
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摘要
【美国重大宣布！高温超导实现新的突破】8月13日消息，美国纽约州立大学布法罗分校的研究团队公布了一项基于稀土钡铜氧化物(REBCO)的超高性能超导线材的制备成果，为世界上性能最高的高温超导线段，同时性价比指标显著提高。
高温超导突传重大突破。
美国团队宣布高温超导实现新的突破。8月13日消息，美国纽约州立大学布法罗分校的研究团队公布了一项基于稀土钡铜氧化物(REBCO)的超高性能超导线材的制备成果，为世界上性能最高的高温超导线段，同时性价比指标显著提高。
超导体是指在特定转变温度之下电阻为零且呈现完全抗磁性(即迈斯纳效应)的材料，能广泛应用于电力传输和储能、医学成像、磁悬浮列车、量子计算等领域。其中，高温超导的机制更是被视为凝聚态物理“皇冠上的明珠”。
目前，低温超导材料及应用仍占超导市场总量绝大多数。分析机构认为，当前高温超导带材尚未得到大规模商业化应用，主要原因在于带材大规模制备技术尚不成熟以及生产成本较高。超导材料未来应用的潜力巨大，高温超导材料商业化进程有望加速。
重大突破
8月13日消息，美国纽约州立大学布法罗分校的研究团队公布了一项基于稀土钡铜氧化物(REBCO)的超高性能超导线材的制备成果，为世界上性能最高的高温超导线段，同时性价比指标显著提高。
相关研究成果发表在最新一期《自然·通讯》杂志上。
参与此项研究的除了来自纽约州立大学布法罗分校的研究人员之外，还有来自加拿大汉密尔顿的麦克马斯特大学以及意大利萨莱诺大学物理系和萨莱诺的CNR-SPIN单元的联合实验室的研究人员。
根据实现温度不同，超导体可分为低温超导材料和高温超导材料。低温超导材料通常需要借助4K(-269℃)的液氦来实现20K以下的环境来实现超导电性，高温超导(HTS)所需的温度相对来说要高得多，通常可以达到40K(-233℃)，甚至-100℃以上。目前主要得到应用的仍然为低温超导材料。
美国纽约州立大学布法罗分校的研究团队宣布，新的HTS导线涵盖所有磁场和从5K(-268℃)到77K(-196℃)的工作温度范围。在4.2K时，新HTS导线在没有外部磁场的情况下，每平方厘米可承载1.9亿安培的电流；在7特斯拉磁场下，每平方厘米可承载9000万安培的电流。
在更高的20K(-253℃)时，在没有外部磁场的情况下，这些导线每平方厘米仍可承载超过1.5亿安培的电流；在7特斯拉磁场下，每平方厘米可承载超过6000万安培的电流。20K也是商业核聚变的预期应用温度。
美国纽约州立大学布法罗分校在新闻稿中表示，这是迄今为止报告的所有磁场和工作温度下，临界电流密度和钉扎力的最高值。
“尽管该团队的高温超导薄膜只有0.2微米厚，但它可以携带与商用超导导线相当的电流，而商用超导导线的高温超导薄膜几乎是其厚度的10倍。”该校表示。
该研究的通讯作者、纽约州立大学杰出教授和纽约帝国创新教授阿米特·戈亚尔（Amit Goyal）认为，最新的研究结果将帮助引导行业进一步优化其沉积技术和制造条件，从而显著提高商用涂层导体的性价比。提高性价比对于完全实现超导体的众多大规模、设想中的应用是必需的。
他进一步说明，研究的结果表明，优化后的商业HTS线材仍有显著的性能提升空间，因此有潜力实现成本的相应降低。
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