科信文学

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第61章 最完美的材料（第1页）

说到超导现象，首先要科普下电阻的概念。

一般的，当金属中的自由电子在有电压时，会在带正电的原子晶格点阵中整体产生定向漂移形成电流。

而通常情况下，带正电的原子晶格，会存在热振动以及杂质和缺陷，由于原子与电子间的电磁性相互作用会干扰电子的集体漂移，从而对电流产生阻碍，即有电阻效应。

但科学家们发现，在超导体中，自旋相反、动量相反的一对电子会被因为间接与原子晶格交换能量，从而形成“库珀对”

，大量的库珀对会因为量子相干效应产生集体凝聚的波，而这种波的空间尺度要远大于原子晶格点阵，从而可无阻碍地穿越晶格，实现零电阻状态。

“库珀对”

就仿佛是电子组合在一起舞蹈，但随着温度升高，原子热振动会逐渐破坏库珀对，故而温度越高，超导现象越难保持，电阻又会重新出现。

那么常温或者高温的情况下，电子库珀对，是否也能有办法保持稳定存在呢？

科学家们也想到了办法，因为最轻的元素——氢原子，能提供更强有力的让电子配对“胶水”

。氢原子体积和质量又都很小，能使得电子在晶格点阵中距离更近，电子与原子热振动的耦合也更强，库珀对结合更为紧密，这样能使凝聚的宏观量子波传播更快更远，从而实现室温超导特性。

但该方法需要施加上千万个的大气压，条件非常苛刻，即便采用氢的化合物，也依然要施加100万~200万个的大气压，证明这条路线基本走不通。

另外在磁约束核聚变的研究中，科学家们发现，在上亿度高温的等离子体流中，也存在难以解释的超导现象，但对实现可控核聚变却非常有利。

而在前些年，龙国有位叫李源的年轻科学家，将两层石墨烯以一定角度旋转，并堆叠在一起时，会产生超导现象。并且他还研究了在扭曲角度下双层石墨烯中的超导性，发现随着扭曲角度的变化，超导性也会变化——他的这些发现，在科学界引起了不小轰动，被认为是诺奖级的发现。

去年棒国的一个科研团队，利用Pb-Cu-P-O材料，在常压100多度的温度下，实现了超导现象，论文发布后，有不少科研团队成功复现，全球舆论都为之欢呼，虽然最终被证伪，但依然是重大科技发现。

综上所述。

在超导研究领域，科学家们已经知道了超导现象产生的表层原理，却始终无法破解该现象的核心原因，如同一位蒙着面纱的美女，虽然都知道美人很美，但就是难以揭开那层面纱，还有许多地方琢磨不透。

比如量子库伯对为何会形成？

材料内部结构对库伯对的影响？

以及存在原子热振动的情况下，如何避免库伯对被破坏？

对这几个核心的问题，目前地星上的科学家们，没有一个实现解决——如果能解决哪怕一个，都是了不得的重大突破，都可以用好几个诺奖去衡量。

但这里面涉及到了量子力学、基础模型理论、材料结构等方方面面的知识，如果不能在这些基础理论层面也取得突破，想揭开超导现象的面纱，依然是难以触及之事。

不过对叶云明而言。

以上问题全都不是问题。

他只要意念进入大脑的‘思维殿堂’中，找到其中一个白色光团，只要其标题信息为《高温超导量子库伯对的结合原理》，然后关于超导现象的所有知识与原理，都会为他了解和掌握。

借助这个白色光团。

理论上，不管在什么温度下超导材料，他都能想出办法进行合成。

就算是常温条件下的超导材料，研制成功也没问题，只是合成过程会极其复杂，成本极高，还得在几十万个大气压强下使用，才具有超导特性，毫无性价比可言。

而当前的超导材料领域中，限制超导材料得到大规模应用的，从来不是温度因素，因为-196℃的液氮，就能解决大部分超导材料需要的低温环境，利用液氮制冷不难。

但大部分的超导材料，由于是复杂化合物的缘故，有的如风化石般脆弱，有的难以粘合成整体，有的导电能力弱（0电阻不代表导电性强），有的无法加工成导线，没有延展性可塑性，一掰就断。

还有合成成本极高等。

而最完美的超导材料，它的工作温度可以在零下两百度附近，温度低点没问题。

但必须要较低的生产成本。

要具有强大的导电能力——即库伯对的流动通道要多。