你外出旅行随身携带的搭积木充电宝，或许将在未来几十年成为博物馆展品——这不是顶刊打破度上科幻预言，而是论文我国科学家最新科研效果带给咱们的未来图景。

　　2月18日，解读一项由国家最高科学技能奖获得者薛其坤院士领衔的超导南边科技大学、粤港澳大湾区量子科学中心与清华大学联合研讨团队的研讨最新打破引发重视，科学家发现了常压下镍氧化物的获新高温超导电性，为处理高温超导机理的国科科学难题供给了全新打破口，这一效果在世界学术期刊《天然》上宣布。安纳

　　什么是“超导”？

　　超导是指材料在低于某一温度时，电阻变为零的论文现象，类似于电力高速公路上的解读“零能耗跑车”，电流经过期不会发生能量损耗，超导被广泛以为具有颠覆性的技能远景。

超导现象的两个特性。

　　1911年，荷兰物理学家昂内斯发现汞在4.2K（-269℃）时电阻消失，人类初次窥见超导世界。但尔后的114年里，科学家们一直被“麦克米兰极限”禁闭——传统理论预言超导临界温度无法打破40K（-233℃）。寻觅在常压下打破40开尔文（K）“麦克米兰极限”的更高温度的超导材料，成为世界科学界重要研讨方向之一。

　　“超导”研讨的“三座大山”。

　　了解了超导是什么，咱们就不难发现，自1911年昂内斯发现汞的超导现象以来，科学家一直被三大难题困扰：

　　一是极寒牢笼：传统超导材料需在-269℃（液氦温区）才干作业，保持低温耗费的能量远超传输电能；

　　二是高压桎梏：近年发现的富氢化合物虽能在-23℃完成超导，但需求267万倍大气压的极点条件，相当于马里亚纳海沟压力的130倍；

　　三是机理迷雾：此前，铜基和铁基两类材料的超导改动温度打破了“麦克米兰极限”，被称为高温超导体，但高温超导机理杂乱好像“量子迷宫”，科学家探究近40年仍未破解。

　　近年来，镍基超导材料“异军突起”。2019年，美国科学家初次在镍基薄膜中观测到超导电性，但其超导温度较低。2023年，我国科学家在超越十万个大气压的高压环境下，完成了镍基材料的液氮温区超导，在世界上引起广泛影响。

　　所以，到这儿能够发现，怎么。脱节高压约束、完成常压高温超导。，正是全球科学家竞相追逐的方针。

　　镍基超导竞赛中的“我国计划”。

薛其坤与课题组成员在实验室。

　　正是瞄准上述方针，薛其坤与南边科技大学物理系副教授陈卓昱带领研讨团队，经过3年继续攻关，获得新打破。

　　新打破的第一个关键词正是“常压”：初次在常压条件下完成镍氧化物超导开始温度打破40开尔文（K）（约零下233℃），且观测到零电阻和抗磁性的两层特征。此前镍基超导需依靠极点高压（如十万大气压）才干完成液氮温区超导，而常压打破极大下降了实践使用门槛。这也使得镍基材料由此成为继铜基（1986年）、铁基（2008年）之后，第三类打破40K麦克米兰极限的高温超导体系。

　　再来说本次效果的第二个关键词——“强氧化原子逐层外延”技能。媒体用在纳米尺度上“搭原子积木”来比方，简略了解，就是在极点强氧化条件下，像搭积木相同逐层堆叠原子。科研团队经过自主研制的设备，在氧化才干比传统办法强上万倍的环境中，准确操控镍、氧等原子的摆放，构建出仅几纳米厚（相当于头发丝直径的万分之一）的超薄材料层。

　　在传统材料制备中，氧化物常因氧化缺乏导致结构缺点。而新技能经过超强氧化环境，安稳了材料中本来需求高压才干存在的原子结构（如镍的高价态），处理了氧化物“缺氧”问题。这就像用“原子铆钉”固定住本来松懈的原子摆放，让材料在常压下也能安稳存在。

　　这是氧化物薄膜外延成长技能的一次严重跨过，不仅为包含宽禁带半导体等各类氧化物的缺氧难题供给了处理计划，还极大地拓宽了高温超导等强相关电子体系的人工规划与制备。

　　特别值得一提的是，镍基超导研讨作为当时世界科学界的前沿热门，全球竞赛反常剧烈。与美国斯坦福团队同期独立完成常压镍基超导的一起，我国团队悉数选用国产仪器，且制备的薄膜晶体质量更高，为后续机理研讨供给更优渠道。

　　“超导” 和咱们的日子有啥联系？

　　自人类发现超导现象以来，这一范畴现已发生了5个相关的诺贝尔奖。正如我国科学院物理研讨所研讨员罗会仟所说，从事超导研讨的科学家们，都怀有一个终极的愿望，那就是寻觅到可实用化的室温超导材料。

　　所以，假如有朝一日，常压室温超导能完成，它将极大地改动咱们的日常日子和工业生产方式。

超导使用范畴（图片源自网络）。

　　在电力传输和贮存方面，超导材料可使电力传输介质接近于零电阻，电能传输损耗趋近于零。在我国，据悉每年电力传输上的丢失就高达上千亿度，若换成超导材料，节约的电能相当于新建数十个大型发电厂。

　　在交通范畴，咱们现在坐高铁，北京到上海最快的速度是350千米每小时，高铁实验的速度能到达450千米每小时。用上超导技能，可大幅下降磁悬浮技能本钱，高速列车（如时速600公里以上）或许成为干流交通工具，乃至跨城市通勤成为常态。

　　此外，医疗设备和科学研讨也将得到明显提高。超导材料能够改善磁共振成像（MRI）设备，加快医治和确诊的开展，推进生物科学和医学研讨的前进。

　　想象一下，假如超导技能全面遍及，你最想改造日子中的哪个场景？

　　【。科视评。】。

　　超导发现触及凝聚态物理、材料科学等多个学科范畴。在新式有组织科研形式下，南边科技大学、粤港澳大湾区量子科学中心、清华大学打破了传统科研各自为战的限制，经过严密协作、资源共享、优势互补，为处理杂乱的科学问题供给了新的思路和办法，充沛展现了我国在高温超导前沿范畴的原创竞赛才干。

　　记者：宋雅娟。

　　材料来历：南边科技大学、新华社、我国科学院物理研讨所、科普我国等。