2018年3月5日,世界顶级学术期刊,英国《自然》杂志(Nature)背靠背发表了两篇来自中科院天才少年曹原的石墨烯重磅论文。而在同年12月该杂志发表的年度影响全球的十大科学人物排行榜中,这位年仅22岁的少年更是力压各界泰斗,位列榜首。
而原因是他在美国麻省理工学院攻读博士期间,发现当两层平行石墨烯堆成约1.1°的微妙角度,就会产生神奇的超导效应。
这个发现对科学界有多重要呢?
众所周知,现代文明的基础是建立在电力能源的供应上,没有电力,整个人类社会脆弱得宛如婴儿。
但自19世纪电力技术发明以来始终有一个世纪难题困扰着物理学界:即电力在传输过程中所产生的大量损耗。这不仅加剧了人类对化石能源的消耗,也对生态环境尤其是空气质量产生了巨大威胁。要知道,火电仍然是当前世界主流发电方式!
而即使是全域一张网的中国特高压输电技术,也只是把损耗降至最低,但并不能从根本上解决问题。
近百年来,无数物理学材料学家前赴后继的投身破局,但结果收效甚微,只给后人指明了“超导”这一条道路
——1911年,荷兰物理学家昂内斯发现,当汞被冷却至-273℃时(人造最低温度,绝对零度),可以实现电子的无阻通行,从而把能源损耗降到最零,这个零电阻状态被称之为超导电性,这是人类第一次发现超导体的存在。
不过,在后来的试验中人们发现,让材料冷却至绝对零度的成本,远远高于电力损耗的成本,没有任何经济效益(决定技术大规模运用的头号标准就是取决于是否有经济价值)。随后,全世界的科学家用尽一切办法去寻找低成本的超导材料,并在1980年将目光锁定至铜氧化物。
但铜氧化物结构难以调整,在其达到-140℃时无法进一步降温,也就无法实现在绝对零度下的超导机制,这让全世界的物理学界倍感沮丧。
对于当时的物理学界而言,这剩下的133℃犹如三体中的智子,锁死了人类叩开超导材料的大门,就算他们穷尽毕生之力,也无法解开铜氧化物如何冷却到绝对零度的秘密。此后三十年,物理学家们一直徘徊在对铜氧化物超导研究的黑暗中,因此在1980年~2010年之间又被称之为“电力物理学界的黑暗年代”。
2018年3月5日,世界顶级学术期刊,英国《自然》杂志(Nature)背靠背发表了两篇来自中科院天才少年曹原的石墨烯重磅论文。而在同年12月该杂志发表的年度影响全球的十大科学人物排行榜中,这位年仅22岁的少年更是力压各界泰斗,位列榜首。
而原因是他在美国麻省理工学院攻读博士期间,发现当两层平行石墨烯堆成约1.1°的微妙角度,就会产生神奇的超导效应。
这个发现对科学界有多重要呢?
众所周知,现代文明的基础是建立在电力能源的供应上,没有电力,整个人类社会脆弱得宛如婴儿。
但自19世纪电力技术发明以来始终有一个世纪难题困扰着物理学界:即电力在传输过程中所产生的大量损耗。这不仅加剧了人类对化石能源的消耗,也对生态环境尤其是空气质量产生了巨大威胁。要知道,火电仍然是当前世界主流发电方式!
而即使是全域一张网的中国特高压输电技术,也只是把损耗降至最低,但并不能从根本上解决问题。
近百年来,无数物理学材料学家前赴后继的投身破局,但结果收效甚微,只给后人指明了“超导”这一条道路
——1911年,荷兰物理学家昂内斯发现,当汞被冷却至-273℃时(人造最低温度,绝对零度),可以实现电子的无阻通行,从而把能源损耗降到最零,这个零电阻状态被称之为超导电性,这是人类第一次发现超导体的存在。
不过,在后来的试验中人们发现,让材料冷却至绝对零度的成本,远远高于电力损耗的成本,没有任何经济效益(决定技术大规模运用的头号标准就是取决于是否有经济价值)。随后,全世界的科学家用尽一切办法去寻找低成本的超导材料,并在1980年将目光锁定至铜氧化物。
但铜氧化物结构难以调整,在其达到-140℃时无法进一步降温,也就无法实现在绝对零度下的超导机制,这让全世界的物理学界倍感沮丧。
对于当时的物理学界而言,这剩下的133℃犹如三体中的智子,锁死了人类叩开超导材料的大门,就算他们穷尽毕生之力,也无法解开铜氧化物如何冷却到绝对零度的秘密。此后三十年,物理学家们一直徘徊在对铜氧化物超导研究的黑暗中,因此在1980年~2010年之间又被称之为“电力物理学界的黑暗年代”。
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