據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)7月2日（北京時(shí)間）報(bào)道，美國(guó)華盛頓州立大學(xué)和卡內(nèi)基研究所的研究人員開(kāi)展了一項(xiàng)新研究，成功將一種常用的非金屬溶劑??二硫化碳轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)體，該成果為如何賦予非傳統(tǒng)材料超導(dǎo)性提供了新思路。相關(guān)論文已發(fā)表于美國(guó)《國(guó)家科學(xué)院學(xué)報(bào)》。

      “這項(xiàng)重大發(fā)現(xiàn)將會(huì)引起物理學(xué)界、化學(xué)界和材料科學(xué)界等諸多科研團(tuán)體的大量關(guān)注。”華盛頓州立大學(xué)化學(xué)系教授柳忠植（音譯）說(shuō)。超導(dǎo)領(lǐng)域的進(jìn)展具有各種各樣潛在的革新性應(yīng)用，包括強(qiáng)力電磁鐵、車輛推進(jìn)系統(tǒng)、能量?jī)?chǔ)存以及更高效的電力傳輸?shù)取?/P>

      柳忠植帶領(lǐng)的研究小組將二硫化碳置于高壓和低溫條件下，觀察其如何開(kāi)始表現(xiàn)得像金屬一樣呈現(xiàn)出磁性、高能量密度等屬性，以及因分子重組成類似于鉆石中三維結(jié)構(gòu)而獲得的超硬度。

      通常情況下，非金屬分子彼此相距太遠(yuǎn)（是金屬分子間距的3倍），電能無(wú)法在它們之間跨越。但研究人員將二硫化碳放入體積小、空間緊湊的金剛石壓腔中壓縮到5萬(wàn)個(gè)大氣壓，這一壓力與地球內(nèi)部600英里（約965.6公里）深處的壓力相當(dāng)。同時(shí)，他們還將二硫化碳冷卻至6.5開(kāi)爾文（零下266.65攝氏度）。

      這種壓力和溫度條件不僅讓二硫化碳分子結(jié)合在一起，還將它們重組為晶格結(jié)構(gòu)，在這樣的結(jié)構(gòu)中，分子的自然振動(dòng)可以幫助電子順暢地移動(dòng)，如此一來(lái)，二硫化碳就變成了無(wú)阻力的超導(dǎo)體。

      柳忠植說(shuō)，他們的研究為了解非傳統(tǒng)材料如何獲得超導(dǎo)性提供了新的見(jiàn)解。這些非傳統(tǒng)材料一般由原子量較低的原子構(gòu)成，施以更高頻率可讓原子振動(dòng)，從而使材料在較高溫度下轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)體的可能性大增。

      柳忠植承認(rèn)，電子材料無(wú)法被冷卻到接近絕對(duì)零度或承受極大的壓力，但他認(rèn)為，這項(xiàng)工作可能為在更普通條件下創(chuàng)建類似的材料屬性指明方向，就如同科學(xué)家為在較低溫度和壓力下合成鉆石鋪平了道路一樣。“通過(guò)了解其中的基本原理，這項(xiàng)研究將為人們更聰明地開(kāi)發(fā)超導(dǎo)體提供工具。”柳忠植說(shuō)。

    總編輯圈點(diǎn)

      二硫化碳很常見(jiàn)，比如色譜分析用的溶劑，或者某些衣物去漬劑中都有它。不過(guò)名字中雖然帶“碳”，但因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，它也被認(rèn)為是無(wú)機(jī)物。此前科學(xué)家已發(fā)現(xiàn)的，有28種元素、幾千種合金和化合物可以成為超導(dǎo)體，包括無(wú)機(jī)納米管、有機(jī)物聚合物甚至不含任何金屬成分的塑料磁體。其中很多材料的固有結(jié)構(gòu)阻礙了電子間的相互作用，而讓它們?cè)跍囟群蛪毫ο赂淖冎亟M，就是其成為超導(dǎo)體的必要條件。盡管，最后絕大多數(shù)離實(shí)用化還有相當(dāng)?shù)木嚯x，但仍開(kāi)辟了人們對(duì)創(chuàng)建超導(dǎo)的新認(rèn)識(shí)。