科技日報記者 張夢然

超導研究領域取得一項重大進展。來自美國休斯頓大學物理系及得克薩斯超導中心的研究團隊，在環(huán)境壓力下實現(xiàn)了151開爾文（約零下122攝氏度）的超導轉變溫度，刷新了常壓下超導溫度的世界紀錄。這一突破有望推動超導技術在能源、醫(yī)療及科研等領域的實用化進程，相關研究成果發(fā)表在最新《美國國家科學院院刊》上。

超導是指材料在特定溫度下電阻完全消失、同時排斥磁力線的物理現(xiàn)象。自1911年發(fā)現(xiàn)以來，造出能夠在常壓、室溫環(huán)境下工作的超導體，一直是該領域的終極目標。因為大多數(shù)超導體需要極低溫環(huán)境（通常需用液氦冷卻）才能工作，這帶來了高昂的成本與復雜的技術門檻，嚴重限制了其大規(guī)模應用。而將超導轉變溫度提升至更容易實現(xiàn)的區(qū)間，是走向實際應用的關鍵一步。

此次團隊采用了一種名為“壓力淬火”的創(chuàng)新工藝。該方法的原理是，先對預選的材料樣本施加極高壓力，此過程能夠改變材料的微觀結構，從而顯著提升其超導轉變溫度。在維持高壓并降溫至特定狀態(tài)后，迅速將壓力完全釋放。通過這種快速“淬火”，材料在高壓下獲得的、更利于超導的亞穩(wěn)態(tài)結構得以“鎖定”并保留下來，材料在恢復常壓后仍能在比原來高得多的溫度下保持超導特性。

憑借這一方法，團隊將超導材料在常壓下的轉變溫度提升至151開爾文。此前的最高紀錄由一種基于汞的銅氧化物超導體（Hg1223）保持，其轉變溫度為133開爾文（約零下140攝氏度），該紀錄已維持了30余年。

團隊表示，在電網(wǎng)中傳輸電力時，因電阻造成的損耗約占發(fā)電總量的8%。若能利用在較高溫度下工作的超導材料制造輸電電纜，理論上可以完全消除這部分損耗，這意味著每年可節(jié)省數(shù)十億美元的經(jīng)濟成本，并大幅減少能源浪費與相應的環(huán)境影響。除了電力傳輸，更實用的超導技術在核磁共振成像、粒子加速器、可控核聚變裝置以及超高速電子學等領域都具有革命性的應用潛力。

同時，在常壓下進行研究，使得科學家能更便捷地運用各種先進表征儀器對材料進行深入分析，從而加速對超導機理的理解和新材料的開發(fā)。

總編輯圈點

實現(xiàn)室溫超導是凝聚態(tài)物理學的“終極目標”之一，但其實現(xiàn)過程，需要材料科學、化學、工程學及物理學等多個學科的科研人員通力合作。盡管此次成果距離約300開爾文（約27℃）的室溫超導這一最終目標仍有很大差距，但仍將極大地鼓舞整個學界。因為這不僅是一個新的紀錄，更為人們提供了明確的技術路徑和理論啟示——它證實了在非高壓環(huán)境下實現(xiàn)更高溫度超導是可行的，為廣泛的研究者有望利用常規(guī)實驗設備進行后續(xù)探索掃清了障礙。