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 據(jù)報(bào)道，中科院電工研究所研究員馬衍偉，帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)成功研制出世界首根100米量級鐵基超導(dǎo)長線。這一成果創(chuàng)造了鐵基超導(dǎo)材料從實(shí)驗(yàn)室走向產(chǎn)業(yè)化。業(yè)內(nèi)專家表示，這一成果表明我國已率先掌握了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的鐵基超導(dǎo)長線制備技術(shù)，為其在強(qiáng)電領(lǐng)域的實(shí)用化和產(chǎn)業(yè)化奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

馬衍偉手中的100米量級鐵基超導(dǎo)長線

簡介

馬衍偉，中國科學(xué)院電工研究所研究員，博士生導(dǎo)師，國家杰出青年基金獲得者，中科院“百人計(jì)劃”入選者，“新世紀(jì)百千萬人才工程”國家級人選。1996年畢業(yè)于清華大學(xué)，獲得工學(xué)博士學(xué)位。曾先后在日本東北大學(xué)金屬材料研究所、筑波國立材料研究所和法國科學(xué)院工作過6年。長期從事超導(dǎo)材料、納米能源材料以及強(qiáng)磁場下新型功能材料合成及其相關(guān)物性研究。

超導(dǎo)材料

是指具有在一定的低溫條件下呈現(xiàn)出電阻等于零以及排斥磁力線的性質(zhì)的材料。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)有28種元素和幾千種合金及化合物可以成為超導(dǎo)體。

“超導(dǎo)材料因?yàn)闆]有電阻，也就沒有損耗，可以節(jié)省大量的能源，所以一直是材料領(lǐng)域研究的重點(diǎn)。”馬衍偉說。前些年超導(dǎo)研究非常熱，雖然高溫超導(dǎo)、低溫超導(dǎo)材料都有些應(yīng)用，但總體而言，由于制備技術(shù)、工藝、和成本等原因，超導(dǎo)材料的應(yīng)用還比較少。

這么小的電流有意義？

2008年后，國際材料學(xué)界掀起一股鐵基超導(dǎo)研究熱。馬衍偉敏感地捕捉到這一機(jī)會，很快他的團(tuán)隊(duì)就成功研制出轉(zhuǎn)變溫度達(dá)25K的鐵基鑭氧鐵砷線材，這是世界首次將鐵基超導(dǎo)材料加工成超導(dǎo)材料。但是這根線材的傳輸電流為零，說明它是不合格的，此后又做出一些傳輸電流僅為幾安培的線材。

后來在歐洲一個(gè)國際會議上作報(bào)告，國際應(yīng)用超導(dǎo)權(quán)威專家、美國國家高場實(shí)驗(yàn)室的Larbalestier教授聽完轉(zhuǎn)身就走，之后馬衍偉找他交流，他給了一句“這么小的電流有什么意義？” 如當(dāng)頭一棒，這讓馬衍偉倍感壓力。

10米遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠

2013年初，研究小組將單芯材料進(jìn)行二次裝管，克服了復(fù)合包套多芯結(jié)構(gòu)在成型加工中的諸多困難，最終成功制備出了國際首根高性能鐵銀復(fù)合包套的七芯超導(dǎo)線帶材。在此基礎(chǔ)上，于2104年研制出世界上第一根10米鐵基超導(dǎo)材料。

“我們當(dāng)時(shí)很激動，因?yàn)檫@畢竟是第一根10米量級的線帶材料，但是我們也清醒地知道，作為一種新型材料，要達(dá)到實(shí)用級別，10米遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足以滿足規(guī)模化制備需要，它只是一個(gè)開始，”馬衍偉說，“對于鐵基超導(dǎo)線材的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，突破百米量級的長線制備是其中的關(guān)鍵點(diǎn)，也是該領(lǐng)域應(yīng)用研究的重大技術(shù)難點(diǎn)。”

百米量級鐵基超導(dǎo)線

每經(jīng)歷一次失敗，就離成功更近了一步，這是每個(gè)科學(xué)工作者堅(jiān)持下去的信念，而馬衍偉也終于在堅(jiān)持中迎來了成功。“我們通過對超導(dǎo)長線的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和加工技術(shù)的試驗(yàn)優(yōu)化，解決了鐵基超導(dǎo)線規(guī)模化制備中的均勻性、穩(wěn)定性和重復(fù)性等技術(shù)難題，最終成功研制出國際上第一根百米量級鐵基超導(dǎo)線。”

說到這些，馬衍偉難掩激動的心情。“這一成果在圈內(nèi)影響非常大，大家的評價(jià)也很高，認(rèn)為我們邁出了鐵基超導(dǎo)材料產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵一步。”但馬衍偉同時(shí)清醒地認(rèn)識到學(xué)術(shù)就是逆水行舟，不進(jìn)則退，不能放松。至于什么時(shí)候能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，馬衍偉充滿信心又嚴(yán)謹(jǐn)?shù)卣f：“我們必須腳踏實(shí)地做好眼前。認(rèn)準(zhǔn)目標(biāo)后就要堅(jiān)持，不言放棄。對于任何人而言，執(zhí)著和勤奮是成功的不二法則。”