以超导体为代表的新材料革命一、末来的世界是新材料的世界

远古时代，人类所使用的工具大多是石器、木棒，后来发展为陶器、青铜器，到现代社会，钢、铁以及各种合金、陶瓷成为我们生产和生活中制造工具的材料。可以说，每一次新材料的发现和使用，都会给社会发展带来极大的影响。新材料，推动着社会向前进步。

有人说，20 世纪人类最重要的发现只有两个：激光与超导体。激光大家比较熟悉，它早已厂泛地应用于人们生产和生活的各个方面。而超导体对人们来说还是比较陌生的。尽管 1987 年以来超导体的热点报道接连不断，研究新突破频频爆发，使大家都十分关注，但超导体究竟是什么东西？它有什么用途，恐怕很多人还不太明白。

那么什么是超导，什么是超导体？

1911 年荷兰科学家卡·翁纳斯在实验中发现：当他用液氦冷却水银，使其温度降到-269℃时，水银的电阻突然完全消失了，这种现象就叫超导，此时的水银便是超导体。用规范的话说，在一定的条件下，有些导电材料的电阻完全消失，这种现象就叫作超导，这时的导电材料就叫超导体。

这个重要发现立即引起全世界科学家的关注，从此成为一个热门的研究课题。为什么呢？通常，电流通过导体时，由于存在着电阻，不可避免地会有一些能量的损耗。在超导状态下，则没有能量损耗，电流通过一般导体时产生的磁场也比通过一般导体时所产生的磁场要强得多。超导体还有一个特征就是具有完全抗磁性，即能排斥外界磁场的影响。超导体的这些本领使科学家们十分向往：由于超导体没有能量消耗，用于电力输送，特别是长距离的电力输送，将会大大节省能源；由于超导体的强磁特征，可以用于悬浮列车、新一代粒子加速器和医学上的核磁共振成像系统等；利用超导体的其他特征，还可以提高电子计算机的运算速度，制造弱磁探测仪，以用于找矿或军事侦察等。

既然超导体的应用前景如此诱人，那么，为什么不在现实生产生活中大量应用呢？这正是超导研究的关键所在。由于以往的超导体是在极低的温度下获得的，（如以昂贵的液氦为其工作时的低温媒质）因而难以在实际中推广使用。获得转变温度尽可能高，乃至常温下的超导体，便成为科学家们梦寐以求并竞相追求的目标。

1986 年 1 月，瑞士苏黎世 IBM 研究实验室的科学家用钡—镧—铜氧化物获得了-243℃的超导转变温度，这个温度虽然仍相当低，但毕竟比荷兰人的提高了 26℃，这就很了不起了，这个研究成果使超导研究出现了希望的曙光，从而揭开了世界性的高温超导研究热潮。

近几年科学家们又发现了许多新的高温超导材料，可以在比低温高得多的温度下（如-169℃）工作，即人们极易获得的液氮温区工作。用液氮取代液氦的重要性不仅仅在于价格便宜了 50～100 倍，更重要的是液氮来源于空气中的氮气，更便于生产、储存、运输及使用，同时设备也易于维护。总之更便于普及，也更便于在不允许有庞大低温系统的地方，如卫星、飞机、潜艇上应用。

今后一个时期的超导研究，主要还是解决超导材料的工艺技术问题，即

用什么材料才能使转换温度更高。这个问题解决得好了，会为超导体的应用打下良好的基础。