科学家回信|闻海虎：室温超导的实现是有可能的

编者按：2023年5月起，“学习强国”学习平台与中国科学报社联合发起“科学家回信”活动，邀请广大读者向自己心中向往尊敬的科学家、科技工作者提问、留言。活动启动后，“学习强国”“科学网App”收到了读者的踊跃留言。我们精选了读者李先仙的提问，请南京大学物理学院教授闻海虎发出第八十二期手书回信。

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读者李先仙：科学家你好，请问室温超导的难点在哪？是否可以实现？如果研发成功后可以带来哪些科学进步？

闻海虎：室温超导的难点主要在于以下几个方面。

材料发现与制备：目前仍然没有已知的室温超导材料。业已存在的超导体其超导转变温度相对较低，常压下超导温度最高的也只有零下140摄氏度。科学家们需要寻找新的化合物或新结构材料，能在常压和较高温度下实现超导行为。这需要进行大量的试验、计算和理论研究。同时，这些材料的合成和制备过程复杂，需要特定的合成条件和严格的控制。

性能优化：超导材料在电力输送、产生强磁场、医疗和国防方面都有很多应用。目前在市场上使用的超导材料绝大部分仍然是低温超导体。高温超导体（一般指临界温度超过液氮温度的材料）的应用还需要进一步优化，以提高其实用性和可靠性。

成本问题：已知的高温超导材料通常包含稀土元素或贵金属元素，制造成本高昂，而且制作工艺复杂，还处于探索阶段。以稀土钡铜氧（REBa?Cu?O?-δ）为代表的带材或导线正日臻成熟，应用规模正迅速扩大。

至于室温超导是否可以实现，虽然目前仍面临诸多挑战，但随着科学技术的不断进步，室温超导的实现是有可能的。

如果室温超导研发成功，将带来以下科学和技术进步。

电力和能源传输：显著降低电能传输过程中的损耗，提高能源利用效率。

电子设备：降低电子设备的能耗，推动电子设备的小型化、高效化和节能化。

医学成像：为MRI等医疗设备提供强大的磁场，提高成像质量，降低成本。

大科学装置：为人工受控核聚变装置（托卡马克）和高能加速器提供强大的磁场，从而高效运行。

材料科学：促进对物质性质的深刻理解，推动材料科学的发展。

综上所述，常压下室温超导的实现将对多个领域产生深远影响，可以极大地推动科技进步和经济发展。