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1 # 蛋科夫斯基
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2 # 譚宏21
超導是指電阻為零的導體。當其通入電流時,不會以電阻產生熱能的形式,將電能耗散掉,而將產生出強大磁場(電流生磁),比普通螺線管產生的磁場強大的多。人類主要是用這個超導磁場可做非常多而大的應用。
那麼,它的產生機制是什麼呢?目前研究看,超導性來自於庫柏對,即兩電子(也可能更多電子)“粘連”在一起的狀態。這種狀態一般只能在低溫才行,也就是物質狀態大量減少,甚至到物質凝聚態。因此,從這個機理上講,常溫超導不可能。但是,我們都知道,溫度高低是物質狀態,或有序性的高低或多寡。實際上,當物質處於越有序性時,其溫度就等於越低。那麼,當我們能讓體系運動在某種有序性之下,也將可能使導體進入到超導狀態。這就是目前超導研究的一個嶄新方向。提供給有心之人。
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3 # 宇煙ZHB
常溫超導體,又稱為室溫超導體,即其在常溫下就可以達到超導體。這是一種理論預言或者說被人類期待的一種超級材料。超導體有兩個特性,一個是零電阻特性,另一個就是完全抗磁性。要達到這兩個特性,需要將超導體的溫度降到其超導轉變溫度以下。截止到目前為止,在常壓下的超導轉變溫度最高也就能達到138K,如果允許加壓的話最高可以達到203K。但是室溫超導要求的溫度是可以達到273K,因此實現室溫超導還有很長的一段路要走。
但可以確認的是,室溫超導的出現將會掀起一場新的科技革命,這句話毫不誇張。我們一般能瞭解到的是,超導體可以用來無損耗傳輸電能,可以用來產生強磁場。但它的用處遠遠不止於此。比如超導體的完全抗磁性可以用來做磁懸浮,它的特殊的微波效能可以用來做電子器件,一些特殊的超導體還可能用於量子計算。可以說,超導體的應用領域有很多,室溫超導的應用前景更是不可限量。
超導體的完全抗磁性
說的簡單一些,超導體就是低於某溫度時電阻為零的導體。常溫超導體,就是在常溫下電阻為零的導體。超導體還有一個特性,就是完全抗磁性。
現實中我們還沒有發現常溫下能穩定存在的超導體。
電阻為零,帶來的直接影響就是其通電不會發熱,沒有能量損耗。不發熱就沒有能量的損耗。人們現階段發現的超導體基本上都是有一個臨界溫度的,並不能在常溫下實現超導。
如果發現了常溫下的超導體,那麼我們的電力傳輸過程就不再需要高壓電線了。因為把電加到高壓,就是為了減少傳輸過程中電線發熱的損耗。有了超導體做電線,我們的家用電器電源不需要是220V的電壓,甚至可以5V的電壓就可以使用。這樣電力的使用就會變得安全高效許多。
而且發電機也不再有損耗,使得火力或者水力發電有了更高的效率。
與此同時,我們的電腦執行速度會有一個質的飛躍。現階段常用的電腦隨著電路的溫度上升,運算速度下降。因為電腦的散熱主要還是和元器件的電阻有關,如果用超導體做電晶體,電阻為零了,那麼就不會散熱了。
抗磁性可以讓超導體完全“抵抗”磁力。說的複雜了不好理解,說得簡單一些,就是磁力線完全穿透超導體,產生表面感應電流,形成一個新的磁場。由於是超導體,磁場給它多大的力,他就還回去多大的力。在地球上,如果這個力等於重力,那麼超導體就浮空了。
有的讀者就有疑問了,可不可以利用地球磁場製造出超導體飛行器呢?現階段應該不行,因為地球的磁場太弱了。
電影《阿凡達》大家都看過,大家知道人類為什麼去潘多拉星球上作死嗎?其實就是因為潘多拉星球上有這種常溫下的超導體,人類才去爭奪的。潘多拉星球上的這種常溫超導體和其星球本身的磁場互相作用,才有了漂浮的島嶼。(好久沒更新我的“看電影學知識系列”了)
不過這只是科幻,我們還是說一說現實中的科技吧。如果有了常溫穩定的超導體,或者其他更穩定的超導體。那麼我們就可以利用其抗磁性來建立一個完全封閉的強磁場。這個磁場就可以幫助我們在更安全的環境下使用核能,託卡馬克是前蘇聯科學家於20世紀50年代發明的環形磁約束受控核聚變實驗裝置。
全超導託卡馬克核聚變實驗裝置,就是我們新聞裡看到的人造太陽。
等到這一技術有了突破,那麼核能汽車,核能手機電池就會進入我們的日常生活。
但是現如今,人類還無法解決維持低溫超導體低溫環境的耗能問題。有些情況下,某些材料可以在常溫下實現超導,但是需要有其他條件限制導致其不能穩定發揮超導的作用。所以近些年關於常溫超導體,室溫超導體的研究進展緩慢。
本文為科普性質,語言不嚴謹還請見諒,不足之處還請指出。