上海超导总工直言：“高压室温超导”距离实际应用还很遥远

　　这两天，罗彻斯特大学助理教授朗加·迪亚斯发布的室温超导研究成果“出圈”，引起全球媒体和公众关注。这项成果是否实现了重大科技突破？会不会在不久的将来进入产业化阶段，让没有温度限制的超导材料应用于更多领域？

　　解放日报·上观新闻记者采访了上海超导科技股份有限公司总工程师朱佳敏博士，他直言：这项成果距离实际应用还很遥远。

　　实用化的超导材料并不多

　　1911年，荷兰科学家昂内斯发现，将汞冷却到-268.95℃时，其电阻会突然消失，这种现象称为超导电性。然而，-268.95℃已接近绝对零度(-273.15℃)，必须用昂贵的液氦才能把温度降到这么低，实现零电阻的代价非常高。此后的100多年时间里，数以千计的超导材料被科学家发现，包括单质金属、合金、过渡金属硫族化物/磷族化物等。

　　“超导材料有成千上万种，但真正实用化的超导材料并不多，主要分为低温超导和高温超导材料。”朱佳敏说，“超导的低温和高温是相对概念。低温超导用在-269℃环境下，高温超导用在-196℃。”

　　上世纪60年代，距超导电性发现近半个世纪后，低温超导线材才逐步成熟，进入应用阶段。1986年，IBM实验室的柏诺兹和缪勒首次发现高温超导材料，将临界温度大幅提高，使材料在低价的液氮降温环境下达到零电阻，极大地拓展了超导应用场景。

　　寻找室温超导材料，进一步拓展超导应用场景，是很多科学家的梦想。据介绍，通过高压超导体系的富氢化合物技术路线寻找室温超导材料，在超导界已开展近10年。迪亚斯也是这条技术路线上的众多探索者之一，此次他宣布的重磅成果是：在1GPa压强下，利用三元氢化物——氮掺杂氢化镥(N-Lu-H)实现了21℃的室温超导。

　　这项成果为何引发公众关注

　　“这个方向上的工作已做了近10年，所以超导界对这类成果还是有预期的。”既然如此，为什么在社会上引发很大反响呢？朱佳敏分析说，原因可能有两个。

　　第一个原因是两年多前，迪亚斯在《自然》杂志上发表了在267GPa压强下，利用碳氢硫(C-H-S)实现室温超导的成果。后来因为科学界质疑，论文被《自然》撤稿。267GPa(1GPa=10的9次方Pa)是个非常大的压强值，而此次发布的成果是在1GPa环境下实现的。虽然1GPa仍然是很大的压强值，但从267GPa降到1GPa，给了公众很大的想象空间——随着研究进展，实现室温超导的压强有望继续降低。

　　第二个原因，是迪亚斯团队制备的三元氢化物采用实验室不常见的镥，并宣称这个配方是利用人工智能技术发现的。最近，ChatGPT风靡全球，让公众对人工智能的应用前景有了更大的想象空间。因此，人工智能助力发现超导新材料，可能也是该成果“出圈”的原因。

　　戴着“枷锁”，短期内无法应用

　　与很多人预想的不同，这种具有室温超导性能的三元氢化物离实际应用还很遥远。“为什么公众期待室温超导？因为超导有低温这道‘枷锁’，必须制冷，在各个领域应用就有一定的成本。”朱佳敏分析道，“但为了实现室温超导，加上高压这道‘枷锁’，这也同样会增加成本。对实用化来说，高压比低温更难获得。超导装置里如果有1GPa这么高的压强，就像布了炸弹，风险性也是比较高的。”

　　另一方面，一种新的超导材料从实验室到产业化应用，往往有很长的路要走。回顾历史，无论是低温超导还是高温超导材料，从科学发现到工业生产，都经过了几十年时间。以上海超导公司生产的高温超导带材为例，这种材料在实验室问世时，是陶瓷属性，无法做成电线的形式。超导材料只有具备柔性、连续的特性，才能成为实用化的材料，进而有实际用途。

　　“超导带材的电学性能、力学性能、磁场下性能，也是产业化应用的重要指标。”朱佳敏告诉记者，“一根超导带材到底能载流1A、10A、100A，还是1000A？如果单根超导带材承载电流很小，可能就没有实用意义。在实验室成果转化为产品的过程中，有一系列问题要解决。”

　　由此可见，迪亚斯等人发现的高压室温超导材料必须完成柔性、连续的性能改造，还要尽量摆脱高压这道“枷锁”，并不断提升各项关乎应用的性能指标，才可能具备应用价值。前路漫漫，我们对这项轰动全球的科研成果还是要理性看待。