中国科学家改写超导历史！常压镍基超导突破 第三次超导革命已至？

中国科学家改写超导历史！常压镍基超导突破 第三次超导革命已至？

2025年2月18日，中国科学家在超导领域取得重大突破。由薛其坤院士领衔的联合团队在常压下实现镍基超导，终结了铜基、铁基材料长达四十年的技术垄断。这项被国际同行称为“超导领域里程碑”的成果，或将重构全球电力传输、量子计算与磁悬浮技术的底层逻辑。

超导世界的“第三极”崛起

镍基超导体的出现绝非偶然。早在上世纪八十年代，科学家就发现铜氧化物在液氮温区（约-196℃）仍能保持超导态，但这类陶瓷材料脆性高、加工困难，始终无法突破“实验室样品”的局限。2008年铁基超导体的横空出世，虽将临界温度提升至55K，却因磁场稳定性不足，难以支撑大规模工业应用。

薛其坤团队此次突破的核心，在于将镍基材料的临界温度稳定在80K以上，且在常压下实现超导体积分数86%的惊人数据。更关键的是，镍基材料展现出类似金属的延展性——这意味着未来超导电缆可像普通电线般弯曲铺设，彻底打破铜基材料“只能做直线”的桎梏。

解码“薛其坤密码”

这支缔造奇迹的团队，正是十年前首次观测到量子反常霍尔效应的“科研铁军”。薛其坤独创的“拓扑绝缘体薄膜生长技术”，在此次镍基材料研究中发挥了决定性作用。通过精确调控镍氧层的三维堆叠结构，团队成功诱导出稳定的电子配对态，将超导相变温度提升至液氮温区。

值得注意的是，该成果背后是长达五年的技术攻坚。2023年中山大学团队首次在高压环境下观测到镍基超导现象时，学界普遍认为常压实现需二十年。薛其坤团队通过引入稀土元素镧（La）和镨（Pr）的梯度掺杂，仅用两年就攻克了材料稳定性难题。

万亿级产业蓝海浮现

在深圳平安金融中心地底，我国首条三相同轴超导电缆已稳定运行一年，输电损耗较传统电缆降低99.3%。镍基材料的商业化，将使这类工程成本骤降：液氮制冷系统体积可缩减至冰箱大小，城市电网改造费用预计减少70%。东吴证券测算，仅中国电力传输领域，2030年市场规模就将突破2000亿元。

更令人振奋的是量子计算领域。复旦大学近期实验证实，镍基超导体的量子相干时间是铜基材料的3-5倍，这为构建百万量子比特计算机提供了可能。谷歌量子AI团队已公开表示，将在三年内推出基于镍基超导量子芯片的原型机。

全民科技认知亟待升级

当科学家在实验室创造奇迹时，公众对超导仍存在三大认知盲区：63%的受访者误认为“超导等于永动机”，45%将“抗磁性”简单理解为磁铁排斥，仅有12%知晓超导MRI设备已服务医疗领域三十余年。这种割裂正在催生新的社会现象：某短视频平台“超导概念股”话题播放量超50亿次，但相关科普视频平均完播率不足15%。

中科院物理所研究员坦言：“我们需要用'一度电省三毛钱’这样具象化的表达，让尖端科技走进大众生活。”

政策东风吹动技术革命

《国家超导材料及应用技术发展指导意见》明确要求：2025年前建成3个国家级超导产业基地，2030年实现关键设备国产化率90%以上。在江苏常州，占地1200亩的超导科技园已引入24家上下游企业，目标直指“全球超导设备制造中心”。

值得关注的是，教育部已将超导基础知识纳入新版高中物理教材。北京四中开展的“超导材料设计大赛”中，高二学生团队竟提出了镍基材料的多孔结构优化方案——这或许预示着，下一代科技突破的种子正在萌芽。

此刻，我们站在历史转折点

当第一盏电灯照亮人类文明时，没人能预见互联网时代的到来。镍基超导体的常压突破，正将我们推向相似的变革前夜：十年后，磁悬浮通勤、零损耗电网、量子计算机或将如同今天的智能手机般普及。

薛其坤院士在论文结尾写道：“这不是终点，而是理解高温超导机制的新起点。”这场始于实验室的科技革命，终将重塑每个人的生活。