中国科学家突破性研发高温超导新材料

一种材料在特定状态下电阻直接“归零”，电流几乎永不衰减，这种神奇的物理现象被称为超导。超导现象通常需要在极低温度下才能实现，接近绝对零度。然而，日前由薛其坤院士领衔的联合研究团队在这一领域取得了重大突破。他们设计制造出了两种全新的常压镍基高温超导材料，并锁定了决定超导性能的“电子基因”。这一成果已发表在国际顶级学术期刊《自然》上。

镍基材料被认为是补全高温超导领域的一块核心拼图。然而，实现镍基超导并非易事。材料必须处于极强的氧化状态，而过强的氧化会导致材料的晶格结构极其不稳定，随时可能崩塌。

突破性的“强氧化原子逐层外延”技术

为了解决这一难题，团队研发了一项名为“强氧化原子逐层外延”的黑科技。该技术如同在纳米尺度上搭建原子积木，使科学家能够在超强氧化环境下精确摆放镧、镨、镍等原子，并实时监控每一层的化学状态。

正是依靠这项技术，研究团队去年率先实现了常压镍基高温超导，并在今年设计并制造出了两种全新的超结构材料。

揭示超导机理的“超级相机”

然而，发现新材料只是第一步，更关键的是理解其超导机理。为此，科学家们使用了一台角分辨光电子能谱的“超级相机”，通过拍摄材料内部电子运动的高清影像，成功锁定了材料特定区域的一个“口袋结构”与超导性能之间的关联。这为破解高温超导机理这一难题提供了关键的实验依据。

高温超导的未来应用和挑战

高温超导材料的应用前景广阔，可能彻底改变电力传输、磁悬浮列车、医学成像等领域。然而，当前的挑战在于如何在更高的温度下实现超导效应，以及如何将这些材料大规模应用于工业生产。

据悉，薛其坤院士团队的研究不仅在理论上推动了高温超导的研究，也为未来的实际应用奠定了基础。

“这项研究为高温超导的实际应用提供了新的可能性。”——薛其坤院士

随着研究的深入，科学家们相信，未来将有更多的突破性发现，推动高温超导材料在各个领域的应用。

（总台央视记者 张春玲 朱平 李必熊）