美国利用纳米技术研制超导电线

 据美国合众社报道，纳米技术将有助于发展下一代超导电线，这种电线可以在从电网到磁悬浮列车的所有用电设备上使用。

 超导体可以使电流不受到有效电阻的阻碍，所以它能有效地传输很强的电流。但是问题是在发动机或高压电线产生的强磁场周围，超导体的超导性将受到破坏。在存在强磁场的情况下，电流通过超导体时会产生磁涡流，从而使电子运动受到电阻阻碍。

 美国田纳西州橡树岭国家实验室的研究人员AmitGoyal和同事们在实验中使用了高温超导体钇钡铜氧（YBCO）材料，这种材料可以在液氮温度下显示出超导性，比其它的超导材料的临界温度高得多。Goyal和同事们发现把非超导性陶瓷锆酸钡做成10纳米长或宽的点列，有助于克服超导体在强磁场周围失效的缺点。

 研究人员们在柔软的金属基底上生长出YBCO薄膜，和YBCO混合在一起的还有锆酸钡纳米点。由于锆酸钡和超导体YBCO之间的相互作用，这些纳米点会自动地排成队列竖直地穿过YBCO。Goyal说：“超导体中的这种队列缺陷起到了阻碍磁通量通过的作用，使得超导体在强磁场周围也能显示出超导性。”纳米点在压制磁通量的过程中扮演了重要的角色，如果锆酸钡颗粒太大，磁场就可以在超导体中通过。麦迪逊威斯康星大学材料科学家DavidLarbelestier说：“这是一个值得关注的进展。”

 这项研究使得高温超导体首次达到或超过大尺度工业应用的标准，包括发动机、电缆和高强度磁铁等方面的应用。Goyal希望工业上可以在今后几年内可以生产出这种有纳米缺陷的超导电线来。

 Goyal说：“我们可以设想一下超高效率的、对环境友好的发动机和对电网发展起到革命性改变的地下输电线路。像纽约这样拥挤不堪的城市对电力的需求与日俱增，总有一天，电网的输电能力将达到极限。用超导电线代替现有的电网将是继续发展的唯一途径。”

 研究人员们研制出的超导电线只有略大于半英寸长，要想制出以英里计的有实际应用价值的电线还需要进行更多的研究工作。