绝缘体

如果石墨烯的常温超导材料被发现,会让超高

发布时间:2023/3/27 3:08:49   

石墨烯在超低温下可以实现超导性能,但临界温度接近绝对零度,还无法实现常温超导;而且石墨烯制取技术不完善,生产成本高,未来很长一段时间内,还得以超高压输电为主。

常温超导体指的是在0℃左右,实现超导性能的材料;目前超导温度最高的是铜氧超导体材料,临界温度在K附近,在高压下临界温度为K(-℃),距离常温超导体还差很远。

关于石墨烯的研究,是目前最有希望获得常温超导体的途径之一;石墨烯指的是单层二维碳纳米结构,碳原子与邻近原子形成π键,键与键之间夹角为°,类似蜂窝形状。

多层石墨烯叠起来就是铅笔芯中的石墨,但是石墨烯和石墨的物理性质有着很大的差异,目前的技术难点在于,如何把单层石墨烯剥离出来。

石墨烯有着许多优良的物理性质,比如石墨烯是目前已知强度最高的材料之一,有着良好的韧性,载流子迁移率是硅材料的十倍,导热性极佳,光学性能出色等等。

石墨烯十分稳定,非常适合作为宇宙空间探测器的电路材料,如果把单层石墨烯卷曲起来,就形成了碳纳米管,科学家发现,碳纳米管直径在0.7nm、温度0.K时,会表现出超导性能。

年12月18日,美国麻省理工学院的博士生曹原(年出生),登上了《自然》杂志年度影响世界的十大科学人物榜首。

曹原的研究发现,两层石墨烯的堆砌角度在某些情况下表现出绝缘体,但是当堆砌角度约1.1°时,石墨烯突然转变为超导体,这一特殊角度被称作“魔角”。

但是该超导特性需要在1.7K(-.45℃)才能实现,这一发现对超导研究有着重大意义,自从铜氧超导体材料被发现以来,已经过了30多年,但是关于铜氧超导体材料的理论研究却进展缓慢。

而石墨烯中堆砌角度的微小改变,就能产生超导性能,这是以前科学界从未发现过的,意味着在超导现象中,还有着许多未被人所知的奥秘。

类似的情况,是否会出现在其他超导体中还未知,这一发现极有可能为常温超导体的理论研究开创道路,甚至揭开超导体的奥秘,所以曹原的发现非常有意义。

目前超导体的临界温度停滞在K,30多年来没有任何推进,虽然石墨烯的超导现象给科学家开辟了一条新道路,但是距离常温超导体的研究还有很长的路。

而且石墨烯的制备技术不成熟,生产成本很高,就算关于石墨烯的常温超导材料被发现,也不是一时半会能普及的,可能需要几十年甚至更长的时间,所以我国的超高压输电系统,在未来很长一段时间内会起着重要作用。

好啦!我的内容就到这里,喜欢我们文章的读者朋友,记得点击

转载请注明:http://www.aideyishus.com/lkcf/3934.html

------分隔线----------------------------