作者:唐琳/整理 来源: 发布时间:2016-3-29 15:13:2
抢占未来材料新高地
——高温超导与纳米材料

 
高温超导 领跑世界
 
超导被誉为“20世纪最伟大的科学发现之一”。
 
自1911年荷兰物理学家卡麦林·昂尼斯发现超导之后,已经累计10人在超导领域获得了共5次诺贝尔奖。
 
所谓超导,指的是某些材料在降到一定温度时,电阻消失为零的现象。超导体具有零电阻和完全抗磁性等一系列神奇的物理特性,在科学研究、信息通讯、生物医学、航空航天等领域均有重大的应用前景,受到世界广泛关注。
 
近年来,国内外相继研制成功了多种超导材料和应用器件,如手机和卫星通讯中的高温超导滤波器、医用磁共振成像仪器(MRI)中的超导磁体、超导量子干涉器件(SQUID)装备等。而体积小、效率高、无污染的世界上首个高温超导变电站也已在中国电网投入使用。
 
对超导的机理以及全新超导体的探索,是当今物理学界最重要的前沿课题之一,中国科学技术大学勇攀高峰,在高温超导方面取得了一系列突出成果。
 
中国科大教授陈仙辉首次在铁基超导体(常压下)突破传统超导体的麦克米兰极限,证实了铁基超导体是除铜氧化合物之外的又一类非常规高温超导体。
 
研究的相关论文已被他引1085次,成为2002~2012十年间我国被引用次数最高的十篇论文之一,在物理领域排名第一;成果入选《科学》杂志 “2008年度十大科技进展”、美国物理学会“2008年度物理学重大事件”、欧洲物理学会“The best of 2008”,以及2008年度“中国基础研究十大新闻”。
 
这一成果标志着我国在铁基高温超导方面的研究已经处在世界前列,而中国科大在铁基超导体的研究与中科院物理所的研究一起,引领了高温超导研究在世界范围内的第二次研究热潮。
 
在此之后,中国科大超导研究团队又继续在探索新型高温超导材料领域做出了一系列原创性工作:首次利用水热法发现铁硒类新型高温超导材料,超导温度超过40开尔文,为相关体系新超导体的探索提供了新的思路;首次在碱金属掺杂菲中发现了5开尔文温度的超导电性,开辟了稠环芳香烃超导体研究的新领域;另外,中国科大超导研究团队还在相关超导材料的机理研究中取得了一系列的重要进展,产生了广泛的国际影响。
 
陈仙辉也因在新超导材料探索领域的杰出贡献,与中科院物理所赵忠贤院士以及美国超导材料专家Zachary Fisk一同荣获2015年马蒂亚斯奖。该奖主要奖励在超导材料方面取得的重大创新成果,代表了国际超导材料研究领域的最高水平。
 
这一殊荣也表明,中国科大超导研究团队在超导材料研究领域已经处于世界领先水平。相关铁基超导研究成果获得香港求是科技基金会“求是杰出科技成就集体奖”和2013年度国家自然科学一等奖。
 
纳米材料 硕果累累
 
近五年来,中国科大纳米材料研究团队系统地开展了具有不同维度的重要纳米结构单元的可控、宏量制备方法学研究,可谓硕果累累。
 
在一系列纳米线、二维纳米片的可控合成方法学及宏量制备技术、纳米结构单元的可控组装及宏观组装体制备、新型纳米能源转换材料的制备及器件特性研究等方面取得突破性进展。
 
目前,中国科大纳米团队已成功实现硅纳米晶、亚千克级碲纳米线、10升碳纳米纤维凝胶、碳—过渡硫族化合物、有机金属骨架纳米线等纳米材料的宏量制备。
 
纳米团队负责人俞书宏等因在“复杂形态和结构的无机功能材料的构筑、自组装原理及性能研究”中的贡献,获2010年度国家自然科学二等奖;因在“纳米材料的宏量制备与组装体功能研究”中的贡献,获2014年安徽省自然科学一等奖。
 
纳米团队核心成员、中国科学院院士谢毅等因在“特征结构导向构筑无机纳米功能材料”中的贡献,获得2012年度国家自然科学二等奖。
 
中国科大纳米团队的成员均得到了相关领域同行的较高评价,反映了团队较强的创新性和较大的影响力。■
 
《科学新闻》 (科学新闻2016年3月刊 硕果)
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