休斯顿大学与美国得克萨斯超导中心(TcSUH)的科研团队近日取得重大突破,成功将常压超导转变温度提升至151开尔文(约零下122摄氏度),刷新了保持30余年的133开尔文纪录。这一成果标志着高温超导领域迈入全新阶段,相关研究已发表于《美国国家科学院院刊》(PNAS)。
研究团队通过创新性的“压力淬火”技术,在接近绝对零度的环境中对水银化合物Hg-1223施加30万倍大气压后迅速降压,成功将材料的超导临界温度提高了18开尔文。这一方法突破了传统认知——此前多数超导材料仅在极端高压下才能展现优异性能,而新工艺通过快速释放压力,将高压状态下的超导特性“锁定”在材料结构中,使其在常压下仍能保持稳定。
超导现象自1911年被发现以来,科学家始终致力于提升临界温度以实现室温应用。1993年,汞基铜氧化物陶瓷(Hg1223)以133开尔文的纪录成为常压超导领域的标杆,但此后进展缓慢。此次休斯顿大学团队的研究不仅将纪录大幅推进,更验证了“压力淬火”技术的可行性,为后续材料设计提供了新思路。
论文第一作者Liangzi Deng指出,常压超导材料的突破将显著降低研究门槛。传统高压实验需依赖特殊设备,而常压材料可直接使用常规仪器分析,这有助于加速超导技术的商业化进程。例如,超导电缆若能替代现有电网,可减少约8%的电力传输损耗,每年节省数十亿美元成本并降低碳排放。
尽管当前纪录与室温超导(约300开尔文)仍存在约140摄氏度的差距,但研究团队强调,这一成果已为能源领域带来革命性前景。论文通讯作者Ching-Wu Chu表示,超导技术的普及可能重塑电力、交通和医疗等行业,例如实现无损耗储能、高效磁悬浮列车和低成本核磁共振设备等应用。
该研究的核心创新在于对材料相变过程的精准控制。通过结合高压物理与低温淬火技术,团队成功将短期高压效应转化为长期稳定特性,这一策略或可推广至其他量子材料体系。目前,团队正探索将技术应用于铜氧化物和铁基超导体,以进一步逼近室温目标。










