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以前我们实验室有同门做过石墨烯,对于其性质略知一二。可以明确地说,曹原所制备出来的特殊石墨烯并非常温超导体(一般称室温超导体)。
曹原年仅22岁就已第一作者的身份在《自然》(Nature)杂志发表了两篇重磅文章[1][2],由此引发了世界的关注。要知道,以前评中科院院士,只要一篇一作Nature或者Science即可。虽然现在没有这样的现象了,但Nature或者Science在科学领域中属于顶级杂志的地位无法动摇,很少有人能在上面发论文。由于曹原的突破性工作,他登上了《自然》杂志评选的2018年年度十大科学人物,他的研究成果也被做成封面。
曹原的主要工作是石墨烯超导的研究,但这种石墨烯的超导温度并非是常温,而是很低的温度,只比绝对零度了高了一点,有关曹原制备出室温超导体的报道是不实的。
石墨烯源自于石墨。石墨是由多层碳原子层组成,每层中的碳原子以蜂窝状的多个六边形排列在一起,每层之间的距离大约0.335纳米。如果把石墨的多层结构剥离成一层一层的结构,得到的材料就是石墨烯。由于石墨烯的特殊结构,它具有优异的力学、电学、磁学和热学性能,所以石墨烯改性一直都是研究热点。
曹原的研究是把两层石墨烯堆叠在一起,然后通过旋转两层产生不同的角度来研究其导电能力。当他把角度旋转到1.1度,并且把温度降低至1.7开尔文(即比绝对零度高了1.7度,-271.45摄氏度),这种双层石墨烯材料表现出了超导现象,成为零电阻、完全抗磁性的超导体。曹原制备出的石墨烯超导体属于低温超导体,其超导临界温度远低于冰点0 ℃,所以这种材料并非室温超导体。
迄今为止,人类制造出的最高温度超导体是LaH10,其超导临界温度为250开尔文,即-23摄氏度,离室温超导体还有些差距[3]。另外,这种材料的超导现象需要在170吉帕斯卡的高压(相当于地表大气压的170万倍)之下才能实现。
曹原的研究之所以会引发关注,是因为只需简单操作,无需引入其他物质,就能使石墨烯出现超导现象。对于这种双层石墨烯超导体的深入研究,将能为高温超导体甚至室温超导体的研究指明方向。
参考文献
[1] Yuan Cao, Valla Fatemi, Shiang Fang, et al., Unconventional superconductivity in magic-angle graphene superlattices, Nature, 2018, 556, 43-50.
[2] Yuan Cao, Valla Fatemi, Ahmet Demi, et al., Correlated insulator behaviour at half-filling in magic-angle graphene superlattices, Nature, 2018, 556, 80-84.
[3] A. P. Drozdov, P. P. Kong, V. S. Minkov, S. P. Besedin, et al., Superconductivity at 250 K in lanthanum hydride under high pressures, arXiv:1812.01561
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超导一直是人类梦寐以求的东西,因为这意味着没有电阻的消耗。然而,常温超导的研究却举步维艰,难以实现。
1、事实
曹原文章的贡献在于找到了一个新的超导的方式,而非常温超导。这一点,已经有人回答的很清楚了。他的两篇全文,没有提到常温超导。
2、“常温超导”如何传播?
曹原的文章中写的清清楚楚,超导温度在1.7K,距离常温25℃,还差了接近297℃。那么究竟是谁最先开始误导大众?
1、事件的原点——2018.3.5
曹原的两篇文章发表时间分别如下:
1. Yuan Cao, P. Jarillo-Herrero et al. Correlated insulator behaviour at half-filling in magic-angle graphene superlattices. Nature 2018. (2018.3.5)
2. Yuan Cao, P. Jarillo-Herrero et al. Unconventional superconductivity in magic-angle graphene superlattices. Nature 2018.(2018.3.5)
2、国内传播点——2018.3.6
曹原的母校,中国科学技术大学少年班学院,在第二天就对此进行了报道,随后北青网在3月7号,环球科学大观在3月9号,也对此进行了报道。
随后,消息沉没,仅发现5月6号,用户unvs将相关报道重新组织后,上传至360的个人图书馆。
3、消息再度爆炸——2018.12.18
《自然》发布2018年度科学人物,曹原位居榜首。国内相关报道与第二天(19号)开始,铺天盖地。但是,这一批的报道,都没有出现常温超导。
4、报道开始出现偏差——2018.12.19
百家号用户指尖科技说,于第二天就发布了常温超导于曹原的文章。但是文章内容还是遵循真相,没有说曹原发现了常温超导。不过文章标题,和后半部分大篇幅介绍了常温超导,给人误解。
2019.1.8,搜狐的当代教育家转载了微信公号,直接以曹原发现常温超导为题,开始彻头彻尾的虚假报道。
网易紧随其后,在1.14日,发布了“发现常温超导体”,继续将错就错。
后面,报道越来越多,偏差也越来越大。到现在,就是我们看到的这样,大量的文章不经查实,纷纷报道常温超导的实现。
3、总结
曹原的工作开辟了发现超导体的新方式,但是距离真正的常温超导仍然有很长的路要走。这本是一件值得骄傲的幸事。然而,从百家号的“指尖科技说“的暗示开始,新闻报道开始出现了偏差。很多媒体不经求证,自行搜索他人发表的观点,再稍微改造一番,最后变成了”曹原发现常温超导“这个大乌龙。