与普通导体相比,超导材料具有三大显著特性:零电阻特性、抗磁性(迈斯纳效应)和约瑟夫森效应。这些独特性质不仅蕴含着深刻的物理内涵,更孕育着巨大的应用潜力。
零电阻特性是超导材料最直观的特性,也是其产生巨大经济价值的核心所在。目前,中国、美国、德国和日本等国家都已建成超导输电试验线路。然而,受限于高昂的成本,超导输电技术尚未在电力行业大规模推广。尽管如此,凭借其近乎零损耗的电能传输优势,超导输电在未来取代传统高压输电线路的前景依然值得期待。
抗磁性,即迈斯纳效应,它指的是当超导体处于外磁场中的时候,把磁场排斥在外,因此,超导体内无磁场。
超导材料的第三大特性 —— 约瑟夫森效应。当两块超导材料之间释放一块薄薄的绝缘体,超导中的电子可以穿过绝缘体从一端跑到另一端,这是超导体量子效应的表现。其典型应用是通过约瑟夫森结(Josephson junction)制备超导量子干涉仪(SQUID)。这种精密仪器能够探测极其微弱的磁场变化,在地质勘探、工业检测以及医疗设备等领域均有重要应用。以北京美尔斯通公司利用SQUID开发出的超导心磁图仪为例,经过多年临床验证,该设备已通过国家鉴定,正式进入量产阶段,为心脏疾病的早期诊断提供了全新的技术手段。
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