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高溫超導是中國航天科工集團“高速飛行列車”項目核心技術之一。圖為相關視頻截圖。（百度網）

每(mei)小時(shi)4000公(gong)里(li)，中國航天科工集團近日向外(wai)界透露的“高(gao)(gao)速飛行(xing)(xing)列(lie)車(che)(che)”快(kuai)得著實讓人瞠目結(jie)舌。大(da)家(jia)在驚嘆的同時(shi)，對其中應用(yong)到(dao)的技(ji)(ji)術(shu)非常感興(xing)趣。“高(gao)(gao)速飛行(xing)(xing)列(lie)車(che)(che)”技(ji)(ji)術(shu)總負責人毛(mao)凱(kai)通(tong)過媒體，介紹了(le)相關技(ji)(ji)術(shu)。他(ta)指出，高(gao)(gao)溫超導磁懸(xuan)浮(fu)技(ji)(ji)術(shu)是(shi)列(lie)車(che)(che)飛行(xing)(xing)的核(he)心秘訣(jue)。實際(ji)上(shang)，應用(yong)這種技(ji)(ji)術(shu)，西南交(jiao)通(tong)大(da)學國家(jia)重(zhong)點實驗室已經建立了(le)一條環形的高(gao)(gao)鐵(tie)磁浮(fu)試驗線，高(gao)(gao)溫超導磁懸(xuan)浮(fu)車(che)(che)在上(shang)面(mian)運行(xing)(xing)速度(du)最高(gao)(gao)可達每(mei)小時(shi)1000公(gong)里(li)。

與(yu)我(wo)們所熟知的(de)上海(hai)磁(ci)懸(xuan)浮(fu)(fu)列車和長沙磁(ci)懸(xuan)浮(fu)(fu)列車通(tong)過電實現車體(ti)懸(xuan)浮(fu)(fu)運行(xing)(xing)不同，航天科工正在研制的(de)“高(gao)(gao)(gao)(gao)速飛行(xing)(xing)列車”和西(xi)南交大(da)的(de)“高(gao)(gao)(gao)(gao)溫超(chao)導(dao)(dao)磁(ci)懸(xuan)浮(fu)(fu)列車”是采(cai)用(yong)高(gao)(gao)(gao)(gao)溫超(chao)導(dao)(dao)技術(shu)實現懸(xuan)浮(fu)(fu)的(de)，這為其最大(da)限度(du)減輕(qing)摩擦力，實現高(gao)(gao)(gao)(gao)速運行(xing)(xing)奠定(ding)了前提(ti)。因此，高(gao)(gao)(gao)(gao)溫超(chao)導(dao)(dao)技術(shu)的(de)發展水平制約(yue)著(zhu)“高(gao)(gao)(gao)(gao)速飛行(xing)(xing)列車”和“高(gao)(gao)(gao)(gao)溫超(chao)導(dao)(dao)磁(ci)懸(xuan)浮(fu)(fu)列車”研制和應用(yong)。

高(gao)溫超導中的“高(gao)溫”是相(xiang)對(dui)于零下270攝氏度的低溫超導而言的，這(zhe)里的“高(gao)溫”其實是我(wo)們(men)通常意義上的超低溫，甚(shen)至達到-196攝氏度液氮(dan)的溫度。

超(chao)導(dao)全稱超(chao)導(dao)電(dian)性(xing)(xing)，是(shi)20世(shi)紀最偉(wei)大(da)的(de)科(ke)學(xue)發現(xian)之一(yi)，指(zhi)的(de)是(shi)某(mou)些(xie)材料在(zai)(zai)溫(wen)(wen)度(du)降低到某(mou)一(yi)臨界(jie)溫(wen)(wen)度(du)，或超(chao)導(dao)轉變(bian)溫(wen)(wen)度(du)以下(xia)時，電(dian)阻突(tu)然消失的(de)現(xian)象。具備(bei)這種特性(xing)(xing)的(de)材料稱為超(chao)導(dao)體。超(chao)導(dao)體得天獨厚(hou)的(de)特性(xing)(xing)，使它可(ke)能在(zai)(zai)各種領(ling)(ling)域得到廣泛(fan)的(de)應用。但由于早期的(de)超(chao)導(dao)體存在(zai)(zai)于液(ye)氦(hai)極(ji)低溫(wen)(wen)度(du)條(tiao)件(jian)下(xia)，極(ji)大(da)地限制了(le)超(chao)導(dao)材料的(de)應用。人們一(yi)直(zhi)在(zai)(zai)探索(suo)高溫(wen)(wen)超(chao)導(dao)體。上世(shi)紀80年代(dai)中后期，以趙忠(zhong)賢為代(dai)表的(de)中國(guo)科(ke)學(xue)家加入到國(guo)際高溫(wen)(wen)超(chao)導(dao)競(jing)爭，他帶領(ling)(ling)實驗團隊在(zai)(zai)釔(yi)鋇銅氧中發現(xian)了(le)臨界(jie)轉變(bian)溫(wen)(wen)度(du)93K（-180攝氏(shi)度(du)）的(de)液(ye)氮溫(wen)(wen)區(qu)超(chao)導(dao)體，實現(xian)了(le)一(yi)個世(shi)界(jie)級(ji)突(tu)破，從-268.8攝氏(shi)度(du)的(de)液(ye)氦(hai)溫(wen)(wen)區(qu)提高到-196攝氏(shi)度(du)的(de)液(ye)氮溫(wen)(wen)區(qu)，意(yi)味著制冷難度(du)和(he)成本(ben)的(de)大(da)幅度(du)降低。該成就(jiu)為趙忠(zhong)賢贏(ying)得了(le)1989年國(guo)家自然科(ke)學(xue)一(yi)等獎。

在日(ri)本科學家(jia)發現鐵基超(chao)(chao)(chao)(chao)導體(ti)后，趙(zhao)忠(zhong)(zhong)賢(xian)帶領團(tuan)隊(dui)將超(chao)(chao)(chao)(chao)導臨界(jie)溫度(du)先是提高(gao)(gao)到顯著超(chao)(chao)(chao)(chao)過40K（-233攝氏(shi)(shi)度(du)）的(de)(de)麥克米蘭(lan)極限(xian)，之后創造了大塊鐵基超(chao)(chao)(chao)(chao)導體(ti)55K（-218攝氏(shi)(shi)度(du)）的(de)(de)最(zui)高(gao)(gao)臨界(jie)溫度(du)紀錄。2013年，趙(zhao)忠(zhong)(zhong)賢(xian)因“40K以上(shang)鐵基高(gao)(gao)溫超(chao)(chao)(chao)(chao)導體(ti)的(de)(de)發現及若干(gan)基本物理性(xing)質研究”再(zai)捧得國家(jia)自然科學獎一(yi)等獎。 2015年，趙(zhao)忠(zhong)(zhong)賢(xian)榮(rong)獲國際超(chao)(chao)(chao)(chao)導領域(yu)重(zhong)要獎項馬賽厄斯獎。2017年1月，他因在超(chao)(chao)(chao)(chao)導領域(yu)杰出的(de)(de)貢獻，獲得2016年度(du)國家(jia)最(zui)高(gao)(gao)科學技術獎。

近(jin)年來，中國科(ke)學(xue)家在(zai)高(gao)溫(wen)超(chao)導(dao)領(ling)域又陸(lu)續取得一系列突(tu)破。清華(hua)大學(xue)和中科(ke)院物理(li)所的(de)(de)(de)團隊(dui)在(zai)僅有一個(ge)原子層(ceng)的(de)(de)(de)FeSe薄(bo)膜上(shang)發(fa)(fa)現(xian)了(le)65K（-208攝氏(shi)度(du)）以(yi)(yi)上(shang)的(de)(de)(de)超(chao)導(dao)電(dian)(dian)性，在(zai)上(shang)海交通大學(xue)、復(fu)旦(dan)大學(xue)、北京(jing)大學(xue)等(deng)研究團隊(dui)的(de)(de)(de)推(tui)動下，發(fa)(fa)現(xian)這類超(chao)導(dao)現(xian)象可(ke)能(neng)源于界面效應，還有可(ke)能(neng)出(chu)現(xian)100K（-173攝氏(shi)度(du)）以(yi)(yi)上(shang)的(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)超(chao)導(dao)電(dian)(dian)性；2014年，吉(ji)林大學(xue)的(de)(de)(de)研究人員(yuan)從理(li)論上(shang)預言一種化(hua)合(he)物在(zai)高(gao)壓下可(ke)實現(xian)191K（-82攝氏(shi)度(du)）的(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)超(chao)導(dao)，將突(tu)破164K（-109攝氏(shi)度(du)）的(de)(de)(de)臨界溫(wen)度(du)紀錄(lu)。

利用目前已(yi)發(fa)現(xian)的(de)高溫(wen)(wen)超導(dao)材料，研(yan)制(zhi)(zhi)相關設(she)備，滿足生產(chan)(chan)生活需求(qiu)，讓超導(dao)科(ke)技盡(jin)快造(zao)福人類，是(shi)我國科(ke)學(xue)家努力的(de)重(zhong)要方向。2017年3月(yue)和5月(yue)，國內首臺基于國產(chan)(chan)YBCO超導(dao)帶材的(de)高溫(wen)(wen)超導(dao)發(fa)電(dian)機(ji)(ji)(ji)經過了(le)測(ce)試(shi)，電(dian)機(ji)(ji)(ji)運行(xing)良好，各項指(zhi)標依(yi)據國標測(ce)試(shi)達(da)到了(le)預期值。該(gai)發(fa)電(dian)機(ji)(ji)(ji)由(you)中(zhong)科(ke)院電(dian)工(gong)所協同(tong)上海(hai)電(dian)氣集團上海(hai)電(dian)機(ji)(ji)(ji)廠(chang)有限公司共同(tong)研(yan)制(zhi)(zhi)，電(dian)機(ji)(ji)(ji)高溫(wen)(wen)超導(dao)帶材繞(rao)制(zhi)(zhi)而成(cheng)的(de)跑道線(xian)圈(quan)結構運行(xing)溫(wen)(wen)區為77K（-196攝(she)氏度）

為(wei)尋找(zhao)新(xin)(xin)的(de)、性(xing)能更優(you)異(yi)的(de)超導(dao)材(cai)料(liao)(liao)，科(ke)技(ji)部印發的(de)《“十(shi)三五”材(cai)料(liao)(liao)領(ling)域科(ke)技(ji)創新(xin)(xin)專項規(gui)劃(hua)》，明確把高溫超導(dao)材(cai)料(liao)(liao)列為(wei)重點內容之一。找(zhao)到室(shi)(shi)溫超導(dao)體(ti)即室(shi)(shi)溫下電(dian)阻為(wei)零(ling)的(de)導(dao)電(dian)體(ti)是包(bao)括我國科(ke)學家在內的(de)世界(jie)科(ke)學界(jie)共同努力的(de)方(fang)向。這種超導(dao)體(ti)將給社會生(sheng)產和生(sheng)活很多領(ling)域帶來根本性(xing)變革。多年來，中(zhong)(zhong)國超導(dao)科(ke)技(ji)工作者(zhe)勇攀(pan)高峰，在世界(jie)超導(dao)科(ke)技(ji)競爭中(zhong)(zhong)表現(xian)優(you)異(yi)。正(zheng)如(ru)《科(ke)學》雜志(zhi)(zhi)在一篇題為(wei)《新(xin)(xin)超導(dao)體(ti)將中(zhong)(zhong)國物理(li)學家推到最前沿(yan)》的(de)文章中(zhong)(zhong)所說：“如(ru)洪流般不斷(duan)涌現(xian)的(de)研究(jiu)結果標志(zhi)(zhi)著在凝聚態物理(li)領(ling)域，中(zhong)(zhong)國已經成為(wei)一個強(qiang)國。”