被忽视，30，年的邻居元素，竟要抢走铜基超导的“世界冠军”？

你是否听说过“室温超导”？它被誉为现代物理学的“圣杯”，意味着电流可以在零电阻状态下无损耗传输，将彻底变革能源、交通与信息科技。

自上世纪八十年代起，科学家们就在元素周期表上搜寻，试图找到除铜基材料外的另一条通途。

他们将目光投向了与铜相邻的镍，却没想到，这条名为“镍基超导”的道路，竟需要跋涉整整三十余年才迎来第一道曙光。

一项关于镍氧化物超导的突破性研究震动学界，首次明确验证了镍基材料实现超导的可能。

这并非偶然的发现，而是一场在极端条件下向材料极限发起的“冲锋”。

科学家们采用高压等非常规合成手段，如同在微观世界锻造“新材料”，终于让这个沉睡的“巨人”苏醒。

更令人振奋的是，后续研究很快发现，部分镍氧化物能在远高于液氮的温度下实现超导，跻身“高温超导”家族。

这一路径，与当年铁基超导的发现历程惊人相似——都是先在高压下取得突破，再为常压下的稳定存在指引方向。

高压环境终非实用场景的答案。如何让这些娇贵的超导相在常压下“存活”，成为当前研究的主战场。科学家们祭出了一项精妙的策略：薄膜生长。

想象一下在窗户玻璃上镀一层仅几个纳米厚（约为头发丝直径的万分之一）的膜。

科学家所做的正是如此，只不过基底是精心挑选的单晶材料，镀上的“膜”是目标镍氧化物。

这层极薄的薄膜并非孤立存在，它会与下方基底产生强烈的相互作用。

正是这种“应力”与“限域”效应，如同一个微型的“高压笼”，巧妙地替代了庞大的高压装置，将高温超导态稳稳地“锁”在了常压环境。

制备这样的薄膜，是一项极高精尖的技术。主流方法之一是物理气相沉积，就像在超高真空中“蒸镀”材料：将原料加热蒸发，让其原子如蒸汽般在基底上重新有序凝结、生长。

这个过程需要精确控制温度、气压等无数参数，如同在原子尺度上进行“微雕”，从纷繁复杂的可能相中，筛选出唯一正确的超导薄膜。

这已成为全球多个顶尖实验室竞相突破的热点。另一条“块体材料”的路线也在并行探索，科学家们正尝试通过化学元素替代等方法，绕开基底，直接合成出具有实用厚度的超导材料。两条路径，相辅相成，共同逼近同一个目标。

在这样一个前沿领域，国际竞争异常激烈。这种竞争具有双重面孔。积极的一面在于，它极大地激发了创新活力。

当多个顶尖团队围绕同一目标赛跑时，为了脱颖而出，往往会催生超越常规的奇思妙想，推动技术路径的快速迭代。

科学本质上是与全球最聪明大脑的无国界竞争，这种氛围是进步的重要引擎。

但另一方面，单纯的“速度竞赛”也可能带来资源的重复投入与研究的内卷。

因此，如何在“快速推进”与“深度沉淀”之间找到平衡，是一门至关重要的艺术。

真正的突破，往往需要研究者在追赶热点时，仍有勇气“停一停、想一想”，审视方向是否正确，并在这个过程中孕育出意想不到的灵感。

科学的终极胜利，不仅属于跑得最快的人，更属于看得最深远、想得最透彻的人。

面对高温超导这一复杂现象，一个根本性难题始终悬而未决：其微观机理究竟是什么？这涉及到实验物理学家与理论物理学家的经典互动。

我们都渴望一个完美的理论来解释所有现象，并指导下一步实验。然而在高温超导领域，现有理论模型在面对复杂的材料体系时，常常显得力不从心。

科学史告诉我们，突破的模式并非固定：有时是理论先行，如爱因斯坦的预言；有时则是实验突袭，如X射线的偶然发现，迫使理论更新。

就镍基超导而言，当前更可能是一条“实验驱动理论”的路径。精密的实验能够不断产出确凿的新数据，如同为理论家提供一块块坚实的“拼图”。

这些结果可以迅速检验、支持或淘汰不同的理论猜想，帮助学界一步步缩小范围，逼近真相。

尽管构建终极理论困难重重，但每一个经过严格验证的实验突破，都是在为最终的理论大厦浇筑基石。

在材料科学中，AI同样早已深度介入，特别是在建立材料数据库、预测已知体系性质方面，我国科学家已取得领先成果。

对于高温超导这类机制未明的“深水区”，AI的助力面临独特挑战。核心困难在于，我们缺乏足够多且机理明确的“高质量数据”来训练可靠的模型。

但这并非停滞的理由。当前，一个重要的共识方向是利用AI强大的模式识别能力，在浩如烟海的化学元素组合与晶体结构中，进行初步的、启发性的筛选与预测，将人类科学家从繁琐的试错中部分解放，从而更聚焦于关键机制的探索。

从三十年的漫长等待，到如今在纳米薄膜上的精雕细琢，镍基超导的研究历程，正是人类探索未知的缩影：它充满挫折，依赖国际合作与良性竞争，需要实验与理论的携手共进，也正敞开怀抱迎接AI等新范式。

这条路仍在延伸，其终极目标，不仅是为超导家族增添一个新成员，更是为了揭开高温超导那层神秘的面纱，最终将那个改变世界的“室温超导”梦想，带进现实。

镍基超导 材料科学 #人工智能