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常溫超導導電？科學家看到曙光

Feb 18th 2014, 18:40

磁浮列車利用超導體產生的強大磁力，讓電車懸浮在軌道上十公分。圖為上海市區到浦東機場的磁浮列車，極速可達四三一公里。
本報資料照片

超導體專家、中研院院士吳茂昆發現可在攝氏-213度下運作的超導材料，登上國際頂尖期刊。
本報資料照片

充滿謎團的超導體又被揭開一幕。超導體專家、中研院院士吳茂昆和研究團隊日前發現，若超導材料「鐵硒化合物」內的「空格」排列不規律，反而可以在「較接近常溫」下運作，這對需要在極低溫環境才能運作的超導材料，是一項重大發現。未來若能改變超導材料材質排列方式，即可提高超導材料的運用效率。

超導性需極低溫環境，一般都要低到攝氏零下幾百度以下，形成應用發展的最大瓶頸。因此，科學家都在尋找能提高運作溫度的方法，以更進一步讓超導運作更具可行性。試想，若超導材料可以在常溫下運作，目前現存的許多導電材料都可被置換成超導體，大大提高電力製造後的傳輸效率，減少電力輸送過程的能量損耗。例如應用在風力發電機時，因所發出的電量幾可以完全傳輸，中途不損耗；因此，發電機就不需蓋那麼大。

鐵硒超導化合物，是吳茂昆和團隊於二○○八年發現的超導材料，其結構簡單、無毒，應用價值高，但仍需突破運作溫度過低難題。

吳茂昆說，當時發現的鐵硒化合物結構中，鐵原子和硒原子數量為一比一，材質結構中都塞滿了，完全沒空格。實驗顯示，當環境溫度降到攝氏負兩百六十六度時，才會出現超導性。

吳茂昆說，若空格有規律的排列，這鐵硒材料就無法導電；若材料經高溫處理、打亂空格順序，材料在攝氏負兩百一十三度，即出現超導性，運作溫度提高五十度。

這研究發現至少找到可以用改變「路障」的方式，為電子找到更暢捷的道路，有助於理解高溫超導的機制原理，成果於今年一月刊登在國際頂尖期刊「美國國家科學院期刊」中。

磁浮列車利用超導體產生的強大磁力，讓電車懸浮在軌道上十公分。圖為上海市區到浦東機場的磁浮列車，極速可達四三一公里。 / 本報資料照片

超導體專家、中研院院士吳茂昆發現可在攝氏-213度下運作的超導材料，登上國際頂尖期刊。 / 本報資料照片

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