PQP高压诱导方案为高温和室温超导材料研究指明了新方向

时间:2022-03-12 14:25:04 来源: cnBeta.COM


(来自:University of Houston,via SCI Tech Daily)

休斯顿大学(UH)超导中心创始主任兼首席科学家 Paul Chu 和研究助理教授 Liangzi Deng,就选择了在硒化铁(FeSe)身上开展实验 —— 可知该材料不仅结构简单,加压下的超导临界温度(Tc)也相对较高。

若室温下的超导材料可得到大规模应用,便可为工商业和交通运输等领域打造极致高效、革命性的电力传输系统,进而推动电气化和可持续发展的未来。

由发表在《超导与新磁》(Journal of Superconductivity and Novel Magnetism)期刊上的文章可知,俩人开发出了一种压力淬火工艺(简称 PQP)。

专注常温超导研究的 Liangzi Deng 与 Paul Chu 教授

首先通过在室温下对样品加压,以增强材料的超导特性。然后将之冷却到指定的较低温度,并完全释放压力,从而让材料保持住增强后的超导特性。

虽然 PQP 的概念并不新鲜,但 Paul Chu 和 Liangzi Deng 还是率先将其用于可在常温大气压下(HTS)保持增强超导性的新材料上。

Paul Chu 指出:“传输过程中的电力损耗,在惊人的 10% 左右。但若换用超导材料,即使跨越数千英里,我们也有望实现零浪费的未来。同时通过革命性的应用,彻底改变全世界的交通与电力传输”。

研究配图 - 1:(A)压稳态 / 稳态之间的能垒示意图,(B)主要实验步骤。

据悉,PQP 工艺受到了加州理工学院(CalTech)已故著名材料科学家、工程师、兼冶金学家 Pol Duwez 的启发。他指出,工业应用中的大多数合金,在室温和大气压下都处于亚稳态(化学性质不稳定)。

然而新研究表明,亚稳相具有其稳定对应版本所不具备或增强的特性。相关案例包括钻石、高温 3D 打印材料、黑磷、甚至铍铜,它们主要被用于制造可在高爆环境中使用的工具,比如石油钻井平台和谷仓升降机。

最后,Paul Chu 指出:“这项实验的最终目标是将温度提升至室温以上、同时维持材料的超导特性。等到实现的那一天,我们将无需让 MRI 等机器设备维持在超低温的条件下,这点让我们感到激动不已”。


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