媒體曝光中美日三國“超導(dǎo)大戰(zhàn)”細節(jié)(5)
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下一張 報道稱,中國正在研制采用磁流體推進的先進潛艇。
探索更適于應(yīng)用的超導(dǎo)體 “中國如洪流般不斷涌現(xiàn)的研究結(jié)果標志著在凝聚態(tài)物理領(lǐng)域,中國已經(jīng)成為一個強國?!?/p> 也許大多數(shù)人還沒有察覺到,其實超導(dǎo)已經(jīng)開始走進我們的生活。 近年來,國內(nèi)外相繼研制成功了多種應(yīng)用超導(dǎo)器件和材料,這些成果正在默默地為人類的工作、學習和生活提供著便利。如高溫超導(dǎo)濾波器已被應(yīng)用于手機和衛(wèi)星通訊,并明顯改善了通信質(zhì)量;超導(dǎo)量子干涉器件(SQUID)裝備在醫(yī)療設(shè)備上使用,則大大加強了對人體心腦探測檢查的精確度和靈敏度;世界上首個超導(dǎo)示范變電站也已在我國投入電網(wǎng)使用,它具備體積小、效率高、無污染等優(yōu)點,是未來變電站發(fā)展的趨勢。 上面提到的這些超導(dǎo)應(yīng)用,在1911年荷蘭物理學家卡麥林·昂尼斯發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)時是絕對沒有任何人能想到的。同樣,超導(dǎo)在未來可能給人們生活帶來的變化,也會大大超乎人們今天的預(yù)料。 在超導(dǎo)研究的歷史上,已經(jīng)有10人獲得了5次諾貝爾獎,其科學重要性不言而喻。 與銅氧化物高溫超導(dǎo)體不同,鐵基超導(dǎo)體從成線工藝的角度更加容易制造,同時還能夠承受更大電流,這就為更廣泛的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。但同時,鐵基超導(dǎo)體性質(zhì)極為復(fù)雜,對科研人員的理論功底和實驗技能都提出了更高要求。 物理所研究員丁洪表示,實際上,研究清楚鐵基高溫超導(dǎo)體的機理十分困難,這與當年發(fā)現(xiàn)的銅氧化合物超導(dǎo)體有些類似,后者同樣在物理上非常難以理解。雖然鐵基超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度沒有提高,但科學家對鐵基高溫超導(dǎo)體的物理性質(zhì)、超導(dǎo)配對和超導(dǎo)機理的理解已更加深入。 目前,超導(dǎo)機理以及全新超導(dǎo)體的探索是物理學界最重要的前沿問題之一。同時,超導(dǎo)在科學研究、信息通訊、工業(yè)加工、能源存儲、交通運輸、生物醫(yī)學乃至航空航天等領(lǐng)域均有重大應(yīng)用前景,受到人們的廣泛關(guān)注。 不過,趙忠賢坦言,與同時期處于研發(fā)高潮的激光技術(shù)相比,超導(dǎo)體的應(yīng)用還遠遠不夠。 據(jù)預(yù)測,2020年與超導(dǎo)有關(guān)的產(chǎn)值可達2000億美元。“現(xiàn)在看來達到這個預(yù)期還有很大距離,關(guān)鍵在于成本和需求?!?strong class="kw">趙忠賢表示,解決這兩個問題,一是要發(fā)展和改進現(xiàn)有實用超導(dǎo)材料的制備工藝,提高制冷系統(tǒng)的性能以實現(xiàn)高可靠性和低成本的目標。二是開拓和培育市場。從長遠的角度來看,探索新的更適于應(yīng)用的超導(dǎo)材料是十分必要的。 “新思路會加速超導(dǎo)的應(yīng)用?!?strong class="kw">趙忠賢舉了個例子:電磁感應(yīng)加熱是一項相當成熟的技術(shù),廣泛地應(yīng)用在有色金屬加熱方面。2008年開始出現(xiàn)利用超導(dǎo)磁體渦流加熱的設(shè)備和產(chǎn)品,目前正處于發(fā)展之中。傳統(tǒng)感應(yīng)加熱方式的全效率為60%,使用較強超導(dǎo)的磁體和低速旋轉(zhuǎn)等優(yōu)化設(shè)計,可將效率提高到80%,而金屬加熱工業(yè)用電在發(fā)達國家占總用電量的5%,節(jié)能潛力非??捎^。 趙忠賢認為,對銅氧化合物超導(dǎo)體及鐵基超導(dǎo)體的微觀機理的了解,會極大推動凝聚態(tài)物理學的新發(fā)展;同時,一旦發(fā)現(xiàn)更適于應(yīng)用或具有更高臨界溫度的超導(dǎo)體,便可能像集成電路那樣成為帶動世界經(jīng)濟社會發(fā)展的新增長點。 他對超導(dǎo)研究的未來充滿希望:“超導(dǎo)研究已經(jīng)扎根于中國,我相信,中國科學家在探索新的,更適于廣泛應(yīng)用的,甚至室溫超導(dǎo)體方面一定能為人類文明作出更大的貢獻!”《中國科學報》 (2014-01-10 第4版 深度) |
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