蔡傳兵：迪亞斯的“室溫超導”距離大規模應用還有差距 全球新視野

中新經緯3月10日電 題：迪亞斯的“室溫超導”距離大規模應用還有差距

作者 蔡傳兵 上海市高溫超導重點實驗室主任、上海大學教授

(資料圖)

美國羅切斯特大學的物理學家蘭加·迪亞斯(Ranga Dias)及其團隊日前在美國物理學會會議上宣布，他們已經創造出一種可以在室溫(room temperature)條件下實現超導的全新材料。

他介紹，團隊發現了一種由氫、氮、镥組成的化合物，在294K(即21°C)的溫度下，材料電阻能降為0，不過這仍需要1GPa的壓力才能實現材料的超導性能，這約是大氣壓力的10000倍，已經遠低于室溫超導先前所需的數百萬個大氣壓。消息發布后，在全球引起軒然大波。

兩大亮點增加結果可信度

迪亞斯團隊長期堅持高壓誘導氫化物高臨界溫度超導體探索研究。從展示圖片和結果來看，此次不僅僅是臨界溫度，更高壓條件的變化也有很大進步，他們把原來所需的極端高壓267GPa變成了一個相對低的壓力1GPa。這次包含兩個亮點：一是元素組合創新，引入了稀土金屬——镥元素，镥元素應用非常少見，一般實驗若不是理論預測很難想到它。這一不尋常元素的加入，說明其探索的創新性，增加了可信度；二是這次增加了多個性能表征，特別是比熱對溫度的變化測量，可以反映真實的相變溫度變化的規律，雖然具體數據難以細查，但從他發布的各項內容上看是專業的，多個物性表征圖是比較規范和科學的。

超導指的是在特定條件下呈現出電阻等于零的特性以及具備完全抗磁性的材料，但這個“特定條件”的要求往往十分嚴苛，要么需要極低溫度，要么需要極高壓力。目前較為先進和使用的高溫超導材料YBaCuO的臨界溫度為-196°C。而不少超導材料要實現臨界溫度的提高，往往需要足以把絕大多數物質碾碎的超高壓力，因此室溫超導至今仍然無法實際應用。

有學者甚至認為“實現室溫超導的意義跟實現可控核聚變差不多”，雖然此次宣稱室溫可以實現超導現象，但不得不提，極端條件與低溫相比也同樣具有挑戰性，特別是在應用層面，超導體的實驗成功與普通人想象的馬上大規模應用之間是有很大差距的。

距離大規模應用還有差距

迪亞斯宣稱，這種新的室溫超導材料將改變整個超導行業，這將使得一系列技術成為可能，這些技術將改變我們使用、存儲和傳輸能源的方式，更不用說在計算、交通和醫療設備中的更多種應用了。

對于應用超導材料所需要的性能來講，不僅要通過電阻和磁化率隨溫度變化，來表征臨界溫度，還要看臨界電流和臨界磁場，以及臨界電流對磁場的依賴關系等等，這些參數對于實際應用都是非常關鍵的，此次所顯示的臨界電流還有待研究，從磁化曲線來看其超導臨界電流密度離強電強磁應用還相差很遠。而城市高溫超導輸電電纜，需要超導帶材的臨界電流密度都在每平方厘米達到兆安培量級。我們正在上海市運行的液氮溫區的輸電電纜，設計超導載流能力超過2000安培以上；還有一些強磁體應用，包括超導磁懸浮、核聚變、加速器等強電強磁技術，都需要超導材料在磁場下的超強載流能力。

很多投資人和政策制定者都在關注這一問題，實際上目前預判超導材料的應用有點過早。很大的、變革性的東西，往往短時間很難被應用。

原始創新的科技成果往往存在一個預期過早的問題，就是普通人很容易去展望，期待自然基礎創新很快在應用端和市場面的鋪開或轉化。經濟價值被解讀過早，容易引起公眾對科學家本身的質疑，這對科學家是不公平的。但是當下，每年諾貝爾獎都要解讀獎項可能對人類社會有多大的貢獻，而一般一個新材料成果的推廣應用需要20-30年的時間。科學研究成果與實際應用存在極大的差異性，需要大量工作去相互促進和消化，否則急功近利，容易出現失望和誤解。

研究者要敢于“突破”自己的過去

2020年，迪亞斯遭遇《自然》雜志撤稿，其實這一過程也體現出其作為眾多超導研究者的嚴謹性，此前文章發布，缺少了一些有力的數據，而此次會議宣布的數據則更加詳實。正因為創新性實驗所具有的突破性，才會引得科學界去跟隨與評議。

真正的科研尤其是基礎性研究講求“十年磨一劍”的精神，不以追求新聞效應或經濟效益為導向去組織建設，他們更多去發現自然界的奧秘。事實上，一般所謂的“不靠譜”結果很快就會被科學界重復驗證真偽。大量的事實表明：科研工作成果真的假不了，假的真不了。

相信絕大多數科研工作者不會出現故意造假行為，追求真理和創新是他們的基本驅動力和初心。偶爾出現的“問題科學家”除個人品行問題，也可能來自急功近利的思想或考核機制的壓力，也可能是粗心大意的不良行為出現的誤差導致，絕大多數的科研工作者是以追求自然奧秘和原始創新為己任和樂趣的。專業的東西要給到專業人去評判，這次室溫超導顯然是個基礎研究創新，目前階段不宜過多解讀其經濟和市場價值，而其科學性的真偽和價值要給研究者以充足的時間和信任去進行驗證。(中新經緯APP)

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責任編輯：孫慶陽