手性和超导性并存！研究创造出具有手性晶体结构的新型超导体

瞻观前沿

日本东京都立大学研究人员通过混合两种材料，创造了一种具有手性晶体结构的新型超导体。新的铂—铱—锆化合物在2.2K温度以下转变为超导体，使用X射线衍射可观察到其具有手性晶体结构。该技术方案有望加速对新型奇异超导材料的发现和理解。相关论文发表在最新一期《美国化学会杂志》上。

东京都立大学团队此次引入了一种全新的方法寻找手性化合物。混合了两种具有已知物理性质的化合物。其中一种是具有超导性但没有手性的铂锆化合物，另一种是具有手性但没有超导性的铱锆化合物。将两种化合物以不同的元素比例组合在一起，能有效地混搭物理性质，手性和超导性两种属性都可在其中显现，从而提出一种同时具有手性晶体结构和超导性的新材料。

研究团队还证实，超导性是在本体中产生的，而不是从表面产生的。他们的工作展示了混搭方法在制造新的奇异超导体方面的潜力。

长期以来，科学家们所验证的超导材料都是非手性的，手性和超导性几乎不在同一材料中被同时发现。这对于超导体的研发来说，可不是什么好消息，因为大多数材料都具有手性。而这二者的统一，或将是未来创造大幅提高用电效率的超导体的关键。

图片来源：摄图网

技术价值观察

超导材料产业链上游为矿资源，如钇、钡、铋、锶、硼等金属;中游是超导材料，如YBCO、BSCCO和MgB2等;下游是超导应用产品，如超导电缆、超导限流器、超导滤波、超导储能以及超导发电机等。

研究人员通过混搭方法，开发出一种具有手性晶体结构的新型超导体，这是一种同时具有手性晶体结构和超导性的新材料。因此，从超导产业链上看，该技术处于产业链的中游环节，对超导材料产生较大影响。

宏观市场观察

——全球超导技术周期：处于成长期

2010-2020年，全球超导行业专利申请人数量及专利申请量均呈现增长态势，整体来看全球超导技术处于成长期。

——全球超导行业专利申请量及专利授权量：2021年专利数量及授权量均有所下降

2010-2021年全球超导行业专利申请数量呈现现增长后下降态势，2021年全球超导行业专利申请数量为3849项。在专利授权方面，2010-2021年全球超导行业专利授权数量呈现波动态势，2021年出现下降趋势，2021年全球超导行业专利授权数量为1186项，授权比重为30.81%。

——我国超导行业进展基本与国际同步

根据国家新材料产业发展战略咨询委员会的分析，整体而言，我国在超导材料领域的研究进展基本与国际同步。其中，低温超导材料、超导电子学应用以及超导电工学应用领域的研究已达到或接近国际先进水平。我国NbTi线材性能和性价比已优于发达国家，Nb3Sn线材综合水平与发达国家相当。

——超导技术在各行业的发展中有着重要的研究和开发价值

超导材料是一项具有远大战略意义的高新技术，可以广泛用于电子通信、医疗设备、交通运输、电力能源等领域，其中超导技术在MRI、超导限流器、超导电缆等产品开发中均已成功应用。可以看出，超导技术在各行业的发展中有着重要的研究和开发价值。

我国的超导技术在电力及能源的主要应用集中在超导电缆、超导变压器等产的技术研发和应用。超导产业主要应用在医疗设备领域的技术主要是超导磁体技术，主要应用在核磁共振等方面。在通信领域被广泛的应用于无线通信网的建设中，充分发挥其优势。

——未来中国超导市场将保持较快发展的速度发展

随着实用化高温超导材料制备和产业化技术的突破性进展，各国政府和大企业对超导电气技术的应用研究开发给予了大力支持。超导电缆、超导限流器、超导变压器、超导储能系统、超导电机、多功能集成超导电力装置和超导变电站是实现超导电气技术重大革新的基础，是超导应用技术这一战略性新兴产业中最具市场潜力和应用价值的关键技术。

虽然目前国内从事超导材料制备和超导应用的企业都处于持续亏损的境地，但由于超导技术的先进性和在特定领域的不可替代性，未来前景广阔，各家超导机构仍保持着对超导技术的持续投入，超导产业发展前景良好。

中国超导技术赛道热力图

根据产业热力图显示，与超导关键技术强关联的城市集群主要集中在华南和西北地区，并且以广东、陕西省为重点发展区域，未来布局超导技术及其他相关技术的发展路径，极大可能性在于华南、西北地区优先导入，其中可重点关注广东省广州市天河区、陕西省西安市雁塔区、广东省深圳市福田区所处超导技术相关企业，以及该地方对于超导产业发展投资环境、供给市场的潜力空间。

经济学人APP资讯组

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标签： 超导 技术 超导体 随笔