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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）

每小時(shi)(shi)4000公里，中(zhong)國航(hang)天科工集(ji)團(tuan)近日向外(wai)界透露的“高(gao)速(su)飛(fei)行(xing)列(lie)車(che)”快得著(zhu)實(shi)讓人(ren)(ren)瞠目結舌。大家在(zai)驚嘆(tan)的同時(shi)(shi)，對其中(zhong)應用(yong)到的技(ji)術(shu)非常感興趣。“高(gao)速(su)飛(fei)行(xing)列(lie)車(che)”技(ji)術(shu)總負責人(ren)(ren)毛凱通過媒體，介紹了相(xiang)關(guan)技(ji)術(shu)。他指出，高(gao)溫(wen)超導磁(ci)懸浮技(ji)術(shu)是(shi)列(lie)車(che)飛(fei)行(xing)的核心秘訣(jue)。實(shi)際(ji)上(shang)(shang)，應用(yong)這種技(ji)術(shu)，西南交(jiao)通大學(xue)國家重點(dian)實(shi)驗室已(yi)經建立了一條環形(xing)的高(gao)鐵磁(ci)浮試驗線，高(gao)溫(wen)超導磁(ci)懸浮車(che)在(zai)上(shang)(shang)面運(yun)行(xing)速(su)度最(zui)高(gao)可達每小時(shi)(shi)1000公里。

與我們(men)所熟知的(de)(de)上海磁(ci)(ci)懸浮(fu)(fu)列(lie)車(che)和長(chang)沙磁(ci)(ci)懸浮(fu)(fu)列(lie)車(che)通過(guo)電實(shi)現車(che)體懸浮(fu)(fu)運行(xing)不同(tong)，航天(tian)科工(gong)正在研(yan)制的(de)(de)“高(gao)(gao)(gao)速(su)飛(fei)行(xing)列(lie)車(che)”和西南交大(da)的(de)(de)“高(gao)(gao)(gao)溫(wen)超(chao)導(dao)(dao)磁(ci)(ci)懸浮(fu)(fu)列(lie)車(che)”是采用高(gao)(gao)(gao)溫(wen)超(chao)導(dao)(dao)技術(shu)實(shi)現懸浮(fu)(fu)的(de)(de)，這為(wei)其最(zui)大(da)限度減(jian)輕(qing)摩擦力，實(shi)現高(gao)(gao)(gao)速(su)運行(xing)奠定(ding)了(le)前提。因此(ci)，高(gao)(gao)(gao)溫(wen)超(chao)導(dao)(dao)技術(shu)的(de)(de)發展水平(ping)制約著“高(gao)(gao)(gao)速(su)飛(fei)行(xing)列(lie)車(che)”和“高(gao)(gao)(gao)溫(wen)超(chao)導(dao)(dao)磁(ci)(ci)懸浮(fu)(fu)列(lie)車(che)”研(yan)制和應用。

高溫(wen)超(chao)導中的(de)“高溫(wen)”是相對于零下270攝(she)氏度的(de)低溫(wen)超(chao)導而言的(de)，這里(li)的(de)“高溫(wen)”其實(shi)是我們通(tong)常(chang)意(yi)義上的(de)超(chao)低溫(wen)，甚至達到(dao)-196攝(she)氏度液氮(dan)的(de)溫(wen)度。

超(chao)(chao)導(dao)全稱(cheng)超(chao)(chao)導(dao)電性，是20世(shi)紀(ji)最(zui)偉大的(de)(de)(de)科學(xue)發(fa)現(xian)之一(yi)(yi)，指的(de)(de)(de)是某些材(cai)料(liao)在溫(wen)(wen)(wen)度(du)降(jiang)低(di)到某一(yi)(yi)臨界溫(wen)(wen)(wen)度(du)，或超(chao)(chao)導(dao)轉(zhuan)變溫(wen)(wen)(wen)度(du)以下時，電阻突然消(xiao)失的(de)(de)(de)現(xian)象。具(ju)備這種特性的(de)(de)(de)材(cai)料(liao)稱(cheng)為超(chao)(chao)導(dao)體(ti)。超(chao)(chao)導(dao)體(ti)得天獨厚(hou)的(de)(de)(de)特性，使它可(ke)能在各種領域得到廣泛的(de)(de)(de)應(ying)用(yong)。但由于早期的(de)(de)(de)超(chao)(chao)導(dao)體(ti)存在于液(ye)氦極(ji)低(di)溫(wen)(wen)(wen)度(du)條件下，極(ji)大地限制了(le)超(chao)(chao)導(dao)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)應(ying)用(yong)。人們一(yi)(yi)直在探索(suo)高溫(wen)(wen)(wen)超(chao)(chao)導(dao)體(ti)。上世(shi)紀(ji)80年代中后期，以趙(zhao)忠(zhong)賢為代表的(de)(de)(de)中國(guo)科學(xue)家加入到國(guo)際高溫(wen)(wen)(wen)超(chao)(chao)導(dao)競爭，他帶領實驗團(tuan)隊在釔鋇銅氧中發(fa)現(xian)了(le)臨界轉(zhuan)變溫(wen)(wen)(wen)度(du)93K（-180攝(she)(she)氏度(du)）的(de)(de)(de)液(ye)氮溫(wen)(wen)(wen)區(qu)超(chao)(chao)導(dao)體(ti)，實現(xian)了(le)一(yi)(yi)個世(shi)界級突破，從-268.8攝(she)(she)氏度(du)的(de)(de)(de)液(ye)氦溫(wen)(wen)(wen)區(qu)提高到-196攝(she)(she)氏度(du)的(de)(de)(de)液(ye)氮溫(wen)(wen)(wen)區(qu)，意味著制冷難度(du)和成本的(de)(de)(de)大幅度(du)降(jiang)低(di)。該成就為趙(zhao)忠(zhong)賢贏得了(le)1989年國(guo)家自然科學(xue)一(yi)(yi)等獎。

在日本科(ke)(ke)學家發現(xian)鐵基(ji)超(chao)導(dao)(dao)體后，趙(zhao)忠(zhong)賢(xian)帶領團隊將超(chao)導(dao)(dao)臨界(jie)(jie)溫度先是(shi)提高(gao)到顯著超(chao)過40K（-233攝氏度）的(de)(de)麥克米蘭(lan)極(ji)限，之(zhi)后創造了大塊鐵基(ji)超(chao)導(dao)(dao)體55K（-218攝氏度）的(de)(de)最(zui)高(gao)臨界(jie)(jie)溫度紀錄(lu)。2013年，趙(zhao)忠(zhong)賢(xian)因“40K以(yi)上鐵基(ji)高(gao)溫超(chao)導(dao)(dao)體的(de)(de)發現(xian)及若干(gan)基(ji)本物理性質研究(jiu)”再捧得國家自然科(ke)(ke)學獎(jiang)(jiang)一(yi)等(deng)獎(jiang)(jiang)。 2015年，趙(zhao)忠(zhong)賢(xian)榮(rong)獲(huo)國際(ji)超(chao)導(dao)(dao)領域(yu)重要(yao)獎(jiang)(jiang)項馬(ma)賽厄斯獎(jiang)(jiang)。2017年1月，他因在超(chao)導(dao)(dao)領域(yu)杰出的(de)(de)貢獻，獲(huo)得2016年度國家最(zui)高(gao)科(ke)(ke)學技(ji)術(shu)獎(jiang)(jiang)。

近年來，中國(guo)科學家在(zai)高(gao)溫(wen)超(chao)(chao)導領域又陸續(xu)取得一系列突(tu)(tu)破(po)。清華大(da)學和(he)中科院物理(li)所(suo)的(de)(de)團(tuan)隊(dui)(dui)在(zai)僅有(you)一個原子層的(de)(de)FeSe薄膜上(shang)(shang)發現(xian)了65K（-208攝(she)氏(shi)度(du)(du)）以上(shang)(shang)的(de)(de)超(chao)(chao)導電性(xing)，在(zai)上(shang)(shang)海交(jiao)通大(da)學、復旦大(da)學、北京(jing)大(da)學等研(yan)究團(tuan)隊(dui)(dui)的(de)(de)推動(dong)下(xia)，發現(xian)這類超(chao)(chao)導現(xian)象(xiang)可(ke)能源于界(jie)面效(xiao)應，還(huan)有(you)可(ke)能出現(xian)100K（-173攝(she)氏(shi)度(du)(du)）以上(shang)(shang)的(de)(de)高(gao)溫(wen)超(chao)(chao)導電性(xing)；2014年，吉林大(da)學的(de)(de)研(yan)究人員從理(li)論上(shang)(shang)預言一種(zhong)化合物在(zai)高(gao)壓下(xia)可(ke)實現(xian)191K（-82攝(she)氏(shi)度(du)(du)）的(de)(de)高(gao)溫(wen)超(chao)(chao)導，將突(tu)(tu)破(po)164K（-109攝(she)氏(shi)度(du)(du)）的(de)(de)臨界(jie)溫(wen)度(du)(du)紀錄(lu)。

利用(yong)目前已發(fa)現(xian)的高溫(wen)超導(dao)材料(liao)，研(yan)(yan)制(zhi)相(xiang)關(guan)設(she)備，滿(man)足生產生活需求，讓超導(dao)科技盡快造福(fu)人類，是我國科學家努力的重要(yao)方向。2017年3月和(he)5月，國內首(shou)臺基于國產YBCO超導(dao)帶(dai)材的高溫(wen)超導(dao)發(fa)電(dian)機經(jing)過了(le)測試(shi)，電(dian)機運行良好，各項指標依據國標測試(shi)達到了(le)預期值。該發(fa)電(dian)機由中科院電(dian)工(gong)所(suo)協同上海(hai)電(dian)氣集團上海(hai)電(dian)機廠有限(xian)公(gong)司共同研(yan)(yan)制(zhi)，電(dian)機高溫(wen)超導(dao)帶(dai)材繞制(zhi)而成的跑道線圈結構運行溫(wen)區為77K（-196攝氏(shi)度）

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