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发布日期：2024-06-19 作者：开云
编者案：2023年5月起，“进修强国”进修平台与中国科学报社结合倡议“科学家回信”勾当，约请泛博读者向本身心中神驰尊重的科学家、科技工作者发问、留言。勾当启动后，“进修强国”“科学网App”收到了读者的积极留言。我们精选了读者陈凤茂的发问，请中国科学院物理研究所研究员罗会仟发出第五十九期手书回信。
以求索之问激起科学切磋，以互动回应碰撞科学新知，“进修强国”“科学网App”愿成为公家与科学的信使，接待你继续在评论区留言。
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读者陈凤茂：今朝超导体，有法子实现常温超导吗？我们常看到的上海磁悬浮列车的磁悬浮不需要超导材料吗？
罗会仟：固然今朝人们已发现不计其数种超导材料，可是年夜部门超导体的临界温度（Tc）都低在20K（注：K为热力学温标，0K=-273.15℃），唯一铜氧化物和铁砷/硒化物可以在常压下实现40K以上的超导电性，一些氢化物在极端高压下可以实现200K以上的超导。可是很遗憾，不管在常压仍是在高压前提下，今朝为止并没有一个材料可以实现常温超导。需要特殊留意的是，常温超导一般又称室温超导，特指是在300K（约27℃）下可以呈现绝对零电阻和完全抗磁性的材料。
从理论上来讲，超导体的临界温度并没有明白的上限，也没有明白的思绪指点我们去摸索常压室温超导体，唯一极端高压下的单质金属氢是理论预言的常温超导体。从尝试上来讲，汗青上曾有屡次有人传播鼓吹合成了常温超导体，但都未能获得证实，要末谢绝公然材料的合成方式，要末一些公然颁发的成果没法被其他研究组自力反复，一些相干研究论文在承受普遍质疑以后亦被撤稿。
今朝，常压下最高临界温度的超导材料是Hg-Ba-Ca-Cu-O系统，约为133K～135K。高压下最高临界温度的超导体是LaH10系统，在170～190万个年夜气压下，约为250K～260K。
基在今朝发现的超导体，探访室温超导的经验性思绪有：
1.操纵理论计较搜索更多的开云体育app二元和三元氢化物，在高压下合成并在极端高压下实现高临界温度超导；
2.基在铜氧化物和铁基高温超导中的机理研究经验，摸索磁性彼此感化为主、其他彼此感化为辅的多彼此感化协同下的高温超导；
3.操纵化学或物理手段对材料微不雅布局、载流子浓度、局域彼此感化进行调控，进一步晋升现有超导体的临界温度；
4.修建分歧材料的异质结、界面或复合布局，设计合玉成新的材料系统，寻觅界面处的高温超导电性；
5. 基在理论计较构建材料布局和物性数据库，连系尺度化的超导材料尝试数据库和材料布局基元特点，操纵人工智能帮忙挑选乃至猜测可能的常温超导体，最后用进步前辈的材料合成方式制备。
以上方案仅仅是举例，寻觅常温超导体的思绪还良多，只是需要足够的耐烦和仔细，并连结谨严乐不雅的立场。
今朝我们常看到的上海磁悬浮列车、北京磁悬浮S1线和长沙磁浮快线，均不是采取的超导手艺，而是常规的电磁悬浮手艺，即颠末邃密设计操纵电磁铁的相吸或相斥道理实现悬浮。操纵超导手艺实现的磁悬浮列车今朝只有日本的山梨磁悬浮尝试线，时速可达600千米以上。估计到2027年，世界第一条超导磁悬浮列车将从东京到名古屋运行，到2045年延长到年夜阪。
我国的高温超导磁悬浮手艺也在不竭成长，2021年1月，由西南交通年夜学研发的高温超导高速磁悬浮工程样车在成都下线；2023年3月，由中国中车自立研制的国内首套高温超导电动悬浮系统在长春中车长客公司完成初次悬浮运行。将来会愈来愈多基在超导手艺的磁悬浮列车呈现。
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