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PQP高壓誘導方案為高溫和室溫超導材料研究指明了新方向

時間:2022-03-12 14:25:04 來源: cnBeta.COM


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

休斯頓大學(UH)超導中心創始主任兼首席科學家 Paul Chu 和研究助理教授 Liangzi Deng,就選擇了在硒化鐵(FeSe)身上開展實驗 —— 可知該材料不僅結構簡單,加壓下的超導臨界溫度(Tc)也相對較高。

若室溫下的超導材料可得到大規模應用,便可為工商業和交通運輸等領域打造極致高效、革命性的電力傳輸系統,進而推動電氣化和可持續發展的未來。

由發表在《超導與新磁》(Journal of Superconductivity and Novel Magnetism)期刊上的文章可知,倆人開發出了一種壓力淬火工藝(簡稱 PQP)。

專注常溫超導研究的 Liangzi Deng 與 Paul Chu 教授

首先通過在室溫下對樣品加壓,以增強材料的超導特性。然后將之冷卻到指定的較低溫度,并完全釋放壓力,從而讓材料保持住增強后的超導特性。

雖然 PQP 的概念并不新鮮,但 Paul Chu 和 Liangzi Deng 還是率先將其用于可在常溫大氣壓下(HTS)保持增強超導性的新材料上。

Paul Chu 指出:“傳輸過程中的電力損耗,在驚人的 10% 左右。但若換用超導材料,即使跨越數千英里,我們也有望實現零浪費的未來。同時通過革命性的應用,徹底改變全世界的交通與電力傳輸”。

研究配圖 - 1:(A)壓穩態 / 穩態之間的能壘示意圖,(B)主要實驗步驟。

據悉,PQP 工藝受到了加州理工學院(CalTech)已故著名材料科學家、工程師、兼冶金學家 Pol Duwez 的啟發。他指出,工業應用中的大多數合金,在室溫和大氣壓下都處于亞穩態(化學性質不穩定)。

然而新研究表明,亞穩相具有其穩定對應版本所不具備或增強的特性。相關案例包括鉆石、高溫 3D 打印材料、黑磷、甚至鈹銅,它們主要被用于制造可在高爆環境中使用的工具,比如石油鉆井平臺和谷倉升降機。

最后,Paul Chu 指出:“這項實驗的最終目標是將溫度提升至室溫以上、同時維持材料的超導特性。等到實現的那一天,我們將無需讓 MRI 等機器設備維持在超低溫的條件下,這點讓我們感到激動不已”。


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