美國太平洋時間3月7日，紐約羅徹斯特大學(xué)的Ranga Dias及其團(tuán)隊在拉斯維加斯舉行的美國物理學(xué)會會議上宣布：在室溫超導(dǎo)領(lǐng)域取得重大突破。
在主題為《常溫近常壓條件下氫化物超導(dǎo)特性》的報告中，Dias團(tuán)隊通過使用由氫、氮和镥制成的新材料，在1GPa壓強(qiáng)條件和294K（即21攝氏度）的常溫條件下觀察到該材料的超導(dǎo)特性。
其中1GPa的壓強(qiáng)條件相當(dāng)于約1萬倍大氣壓強(qiáng)，與此前類似研究實(shí)現(xiàn)常溫超導(dǎo)特性所需的近200萬倍相比已有巨大突破，與工程材料之中超高強(qiáng)度鋼的屈服強(qiáng)度屬同一數(shù)量級。
Dias團(tuán)隊因此宣稱他們已經(jīng)創(chuàng)造出一種可以在室溫以及較低壓力條件下工作的超導(dǎo)體，并表示“這是可用于實(shí)際工程應(yīng)用的新材料開端”。
自從以電氣時代為代表的第二次工業(yè)革命爆發(fā)以來，與電力息息相關(guān)的電阻帶來的能量損耗變得愈發(fā)重要。導(dǎo)體沒有了電阻，電流就可以形成強(qiáng)大的電流，從而產(chǎn)生超強(qiáng)磁場。其應(yīng)用廣泛存在于電力、通信電纜，磁懸浮運(yùn)輸，儲能等。
1908年荷蘭物理學(xué)家昂內(nèi)斯在制取液氦成功之后，成功將汞降溫至4.15K（即零下269攝氏度）并發(fā)現(xiàn)超低溫下汞材料的電阻降低為零。昂內(nèi)斯將該現(xiàn)象稱為超導(dǎo)現(xiàn)象，并因此獲得1913年諾貝爾物理學(xué)獎。20年后德國物理學(xué)家邁斯納進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象除了具備零電阻特性之外，還呈現(xiàn)出內(nèi)部磁場完全為零的完全抗磁性，即邁斯納效應(yīng)。
超導(dǎo)現(xiàn)象的兩大特性也意味著超導(dǎo)體在以超高壓輸電為代表的能源傳輸、核磁共振成像以及以托卡馬克核聚變裝置和粒子對撞機(jī)為代表的高能物理實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域均有重大應(yīng)用價值。
不過在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中，超導(dǎo)材料又受到臨界參量和制作工藝等因素的制約。長期以來，極低溫一直是阻礙超導(dǎo)材料在工程領(lǐng)域得到大規(guī)模運(yùn)用的主要因素。直至上世紀(jì)下半葉，超導(dǎo)的上限溫度（即超導(dǎo)臨界溫度）一直被認(rèn)為不會超過30K（即零下243攝氏度）。一般認(rèn)為，能夠在液氮沸點(diǎn)77K（即零下196攝氏度）以上實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)特性的材料均被稱為高溫超導(dǎo)體。
1986年繼德國科學(xué)家貝德諾爾茨通過使用陶瓷金屬氧化物材料首次突破該上限之后，各國圍繞著提高超導(dǎo)臨界溫度的科學(xué)競賽就未曾停止過。尤其是美國和日本為代表的科學(xué)團(tuán)隊，分別在鐵基和銅基超導(dǎo)體領(lǐng)域不斷刷新超導(dǎo)臨界溫度。
2015年起，硫化氫在近百萬大氣壓強(qiáng)的極高壓條件下也會發(fā)生超導(dǎo)相變改變了這場事關(guān)超導(dǎo)臨界溫度競賽的科研方向。
此次發(fā)表重大突破的羅徹斯特大學(xué)Ranga Dias和美國阿貢國家實(shí)驗(yàn)室的Maddury Somayazulu于數(shù)年前先后宣布通過碳質(zhì)硫化氫和十氫化鑭分別在260萬和190萬個大氣壓強(qiáng)下實(shí)現(xiàn)了288K和260K（即15攝氏度和零下13攝氏度）的超導(dǎo)臨界溫度新紀(jì)錄。
此后Dias團(tuán)隊通過向硫化氫材料之中添加其他元素以期進(jìn)一步提高超導(dǎo)臨界溫度，在經(jīng)歷過添加釔元素?zé)o功而返之后，此次取得突破的關(guān)鍵則在于結(jié)合了镥元素的三元镥氮?dú)潴w系的使用。
公開資料顯示，Dias先后畢業(yè)于斯里蘭卡的科倫坡大學(xué)以及美國華盛頓州立大學(xué)，現(xiàn)任羅徹斯特大學(xué)機(jī)械工程與物理的助教。他的團(tuán)隊過去四年來在超導(dǎo)材料上的不斷嘗試，也意味著此次進(jìn)入公眾視野的突破本質(zhì)上仍是漸進(jìn)性的科研創(chuàng)新，不宜過度解讀。
2020年10月，Dias團(tuán)隊同樣在《自然》雜志上發(fā)表論文，并宣稱將超導(dǎo)臨界溫度提升至15攝氏度，最終該論文因數(shù)據(jù)處理不合規(guī)被《自然》雜志于兩年后撤稿。
