美國超導技術的發展歷程
超導技術是指某些材料在低溫下電阻會消失,具有磁通排斥效應和磁場限制作用的特殊性質。這種神奇帶來了很多應用可能性,例如高速列車、MRI等醫學設備以及核聚變反應堆等。
20世紀初,荷蘭科學家海因里希·卡馬林戈·安德森(H.K.Onnes)通過液化氦,在極低溫度下發現了鉛的0電阻狀態,從而開啟了超導領域的先河。由于實際運用需要更高工作溫度與廣泛適用范圍才能推動其商業化進程。
到了1961年,英國物理學家BrianD.Josephson提出了一個新概念:Josephson隧穿效應(Josephsoneffect),它促使人們關注到一種新型超導體——亞銅氧化物(YBCO)。YBCO是一種常見高溫超導體系(HTS),可以在-100℃左右達到0電阻態。
后來,在1986年全球范圍掀起“高Tc”(high-Temperaturesuperconductor,HTS)研究狂潮時期,美國的超導材料研究暴發式增長。其中最為著名的是被譽為“液氮時代”的BSCCO系列高溫超導體(Bi-Sr-Ca-Cu-O)的誕生。其Tc值可達到77K(-196°C),不僅接近于常溫,而且比YBCO系列還要簡單易制備、穩定性好。
另外一種被稱作全硬質合金線(All-Metalhardsuperconductorwire)也在90年中期正在進行開發,它能夠實現直流電場下的穩定運行,在應用于磁懸浮列車中表現出了相當不俗的效果。
以上這些具有里程碑意義的技術突破是美國超導技術領域得以快速成長和公認重量級別產業源頭之一原因。隨著更多領域如新能源、航天等產業對技巧提出需求,美國超導將繼續成為引領該領域全球創新與變革升級進步前沿之地。

