掺杂石墨粉:室温超导体?

科学家们已得到一些水处理石墨粉末室温超导性的实验证据。

磁铁悬浮于一块经-196°C处理的酮酸盐超导体YBa2Cu3O7上方。这张图片来自维基共享资源中Julien Bobroff共享的文件,并采用知识共享“署名-相同方式共享3.0 Unported”许可协议授权。

超导体是一类在临界温度以下时呈现零电阻和抗磁性的材料。这张图片是超导体性质的一个实例:一块磁铁悬浮于超导体的上空,反之亦然。大多经液氦或液氮冷却的超导体已经用于一些高科技设备,若想摆脱这些昂贵且复杂的冷却系统则需要一项“里程碑式”的发现——室温超导。

1974年首次发现了室温超导体的存在,而过去十年的理论研究表明,无定形碳具有潜在的高温超导行为。德国莱比锡大学(Universität Leipzig)的Esquinazi教授和他的同事目前通过实验观察到水处理的石墨粉颗粒具有超导性,并提出其临界温度高于室温。

导致水处理的石墨具有超导性(以及真空退火后其超导性降低)的具体原因有待研究。科学家们猜想,水处理后晶面表面具有氢,此元素也能诱导石墨的磁性有序化。为了支持他们的观点,研究者对未经过水处理的石墨粉进行氢等离子体处理,所得到的样品具有与水处理后石墨相同的性质。这可能是因为水、氢或氧分子能进入石墨晶格中,从而诱导出超导性质——但这将是未来的研究。

总之,尽管其超导效果不显著且无法全面解释该现象,但这项研究成果使我们坚信室温超导是可以实现的。他们的方法会为我们开启新一代超导器件的大门并会对我们的生活产生深远的影响。