超导技术突破可改变电子产品和能源需求

30K 的无铜超导体

新加坡国立大学的研究人员开发出了一种新型超导材料，这种材料在 30K 以上的温度下都能发挥作用，而且不依赖铜，也能在正常大气压力下工作。 

这意味着它显示 零电阻 于 温度高于 -243°C.这在超导体领域是比较 "高 "的，因为许多材料只能在接近绝对零度时工作。

研究小组成员 Stephen Lin Er Chow 博士解释说："这种非铜基超导氧化物在海平面大气压力下展示了高温超导性，无需额外压缩。

超导体以零电阻传输电流，消除了能量损失。从电网到磁悬浮列车和量子计算机，超导体的潜力巨大。但迄今为止，它们大多需要昂贵的冷却或稀有材料投入。在相对较高的温度下运行的可扩展无铜方案可以降低成本并扩大其用途。

新加坡团队还开发了一个理论框架，以确定新的超导材料，从而超越了铜基化合物的范畴，扩大了对更多实用超导体的探索。

磷化铌：铜的纳米挑战者

与此同时，斯坦福大学的研究人员发现 磷化铌 在纳米级电子器件中，磷化铌是替代铜的有力候选材料。随着设备的缩小，铜的效率会降低，但即使在超薄层中，磷化铌也能保持其导电性。

这对从微型芯片到高速数据传输等一切都很重要。Jason Deegan 在报道斯坦福大学的研究成果时指出，这种材料的降热潜力可以解决科技行业最大的瓶颈之一：在日益紧凑的设备中进行热管理。

它还具有制造优势。与许多替代品不同的是，磷化铌可以集成到现有工艺中，而无需进行重大的重新设计。

现实世界的影响

这两种材料的影响远远超出了实验室的范围。

更高温的超导体可以支持 零损耗输电 它们还能减少运输和数据基础设施中的能源浪费。它们还能减少运输和数据基础设施中的能源浪费。

与此同时，改进后的纳米级导体（如磷化铌）可能导致 更冷、更快、更紧凑的电子设备从移动设备到数据中心，都能得到增强。

美国超导公司（AMSC）等公司已经开始关注这些发展。AMSC 开发电网和军用级超导体系统，并已做好充分准备从材料科学的加速突破中获益。

未来之路

虽然在这些材料的规模化和商业化方面仍然存在挑战，但发现的步伐正在加快。曾经的理论正在逐步接近实际应用。

随着超导技术对奇特条件的依赖性降低，铜替代品变得更加可行，全球能源和电子领域的格局可能会发生重大转变--效率、复原力和可持续性将齐头并进。