從全能學霸到首席科學家 第240章

作者:首席设计师

這個測試裝置能夠監測被測試導體的電阻等各種數據,並且十分的精準,能夠測得0.000001的電阻值。

而後,他便拉上了電閘,電流瞬間通過了整個電路,然而,測量表上的數值,仍然爲零。

看到這一幕,林曉的眉頭動了動,而後在心中感慨。

這是多麼神奇的一幕啊。

此時,實驗室內溫度爲25攝氏度,十分標準的常溫,氣壓也基本爲一個標準大氣壓,沒有太大出入。

而這個黑色的導體,卻在這種環境下,實現了超導。

雖然這一幕很科學,但是在林曉看來,這依然很科學。

或許這麼一小段常溫超導體不能用來搭電纜,也不能用來做其他的事情,但是,如果將它繞成一個環,然後往裏面通入電流,到其臨界電流大小的時候,它就是一個超強的儲能設備。

這就是超導儲能。

超導體不是沒有電阻,只不過電阻低到至少需要10萬年才能讓其中的電流徹底消耗殆盡。

而藉着這種方法,超導體就成爲了絕佳的儲能設備。

比如它可以在用電低谷期將多餘發電儲存起來,然後在用電高峯期直接瞬時釋放出去,緩解發電的壓力。

當然,這只是民用方面,而如果是軍用方面,其儲存的龐大的電流,既然可以瞬時發出去,那麼顯然,它就成爲了激光武器能源的最好載體,龐大的電能能夠瞬間爲激光帶來更強的能量,進而造成更具有破壞力的攻擊。

而除了這件事情之外,超導體也能夠用來發電,將發電機中的線圈換成超導線圈,其就能夠實現無損發電!

並且發電機的體積也能夠做得很小,從而減少驅動發電機工作的能耗,未來完全可以用在更多地方上,比如全電艦艇上,或者汽車上等等。

總之,哪怕是這麼一小節的常溫超導體,也能發揮出無比強大的作用。

想着常溫超導體的無數種作用,林曉的心中也始終無法平靜下來。

不過很快,他目光一定,“好了,想這麼多也沒意義,現在也該測試一下具體的性能了。”

超導體的性能,也就是臨界溫度、臨界電流密度、臨界磁場強度。

很快經過測試,林曉的眼前便亮了起來。

“69攝氏度的臨界溫度,4.514*10^11A/m^2的臨界電流密度,還有……19T的臨界磁場強度!”

“我的天……我的系統哦!”

林曉的心中,充滿了激動。

69度的臨界溫度,意味着這個導體在工作的時候甚至都不用爲其設置常溫環境了,比如在一些高溫環境下進行工作,69度的臨界溫度,足夠讓其勝任更多的工作。

而其4.514*10^11A/m^2的臨界電流密度,更是一個讓林曉無比激動的數據,哪怕是鈮鈦合金最高都只能承受10^9A/m^2的臨界電流密度,而這可是上百倍的差距!

至於其最高19T的臨界磁場強度,則直接讓林曉想到了兩個東西,其一,粒子對撞機,其二,磁約束核聚變!

磁約束核聚變,是核聚變的一種實現方式,其利用強大的磁場控制內部的高溫等離子體,從而實現核聚變發電,而粒子對撞機也是利用強大的磁場控制內部的帶電粒子進行撞擊。

而這時候,磁場越大,自然也就越好,對於前者來說能夠更好的控制內部等離子體,對於後者來說,更強的磁場,也就意味着更強的對撞能量。

而不管是CERN的LHC粒子對撞機,還是華國的磁約束核聚變託卡馬克裝置東方超環EAST,它們採用的都是鈮鈦合金提供磁場。

鈮鈦合金,最高能夠承受10T的臨界磁場強度,也就意味着最高只能用它產生10T的磁場,而LHC的最高磁場強度爲8T,而EAST的環磁場強度則爲3.5

而一旦換成了林曉現在手上的這個常溫超導體,它們的磁場強度,都完全有機會翻上一番。

想到這,林曉的心中頓時更加的激動起來。

沒想到系統給自己的這個常溫超導體,不僅僅只是一個常溫超導體,甚至還是一個連基本性能都這麼強的常溫超導體。

這讓他已經有些迫不及待地想要去看看這個東西,到底是由什麼東西組成的了。

想到就做,他立馬拿着這個東西開始了成分以及結構的分析。

首先利用X射線熒光光譜分析其成分,可以確定,這是一個無機物,因爲其內部沒有碳,然後利用XRD,也就是X射線衍射分析法,分析晶相,然後微觀結構則繼續用掃描電子顯微鏡來觀察。

林曉雖然駕輕就熟,不過也花費了不少的功夫,纔得到了最終的結果。

而看到最終結果的時候,林曉就不由驚呼:“這居然是鐵基物質和銅酸鹽結合形成的化合物?”

他的心中感到了無比喫驚。

這兩個玩意兒也能結合到一起?

這可是化合物,可以歸類爲純淨物,而不是合金那種混合物。

林曉就感覺離譜,當然,想到這可是常溫超導體,有這種不可思議的結構,也可以理解。

甚至,林曉還感到有些慶幸,畢竟,這就意味着這個常溫超導體,至少在原材料上的造價算是比較便宜的。

當然,生產過程還另說,原材料便宜可不意味着最終成本就也便宜,硅晶圓無疑就是其中的例子。

“唔……看來又需要研究這個東西到底是怎麼生產的了。”

林曉又一次感到頭疼起來。

所以逆向工程,是一個十分麻煩的研究項目。

“不管了,繼續搞吧。”

當然,這個時候,他也不需要自己單獨一個人搞了,他只需要將這個微觀結構以及分子式拿出來,然後和別人一起研究出來就行了。

畢竟別人就算看到這個東西,也暫時不會知道其具體作用。

於是林曉挑了挑,最後又選擇了當初和自己合作過的那位趙升,他們曾經一起研究過RDX晶體。

一個電話過去,還在過年的趙升就被林曉直接拉了過來。

“我的林所長啊,我正在逗我的孫女兒了,你就把我找過來,要是沒些什麼重要的事情,我可不算完啊!”

來到實驗室,趙升就笑着說道。

林曉呵呵一笑,直接將鐵基銅酸鹽的相關資料就拿給他:“就這個玩意兒,找你,就是爲了把它給搞出來。”

看着林曉那有些不懷好意的樣子,趙升有些疑惑地接過了資料,剛看了一眼,頓時就吐槽起來:“好傢伙,又是鐵又是銅酸的,這又是什麼鬼東西?上次跟你研究一個RDX純硅晶體還不夠,現在你又要禍禍我了是吧?不搞,我纔不搞。”

看着趙升這個樣子,林曉估計自己是需要簡單地解釋一下了,於是就說道:“這是一個高溫超導體。”

趙升頓時一愣,想到林曉最近確實在研究超導體,頓時就收斂了一下剛纔的樣子,然後好奇地問:“怎麼個高溫超導體?你這又是鐵基,又是銅酸鹽,不會……是解決了銅酸鹽超導體不能彎折的缺點吧?”

聽到趙升自己送話上來了,林曉就笑呵呵道:“是的,根據我的計算,這個玩意兒確實可以解決那個問題,你就說你搞不搞吧?”

“搞搞搞!”

趙升立馬忘記了剛纔說的話。

開玩笑,要是真的能夠製備出能夠彎曲的高溫超導體,那就絕對屬於一種比較實用的超導體了!

這種東西,他當然不會錯過。

林曉如同看着魚上鉤了般的表情,笑眯眯地拿來了一份保密協議書,“那咱們先把這玩意兒簽了,之後準備準備,咱們就開始研究?”

趙升點點頭:“沒問題!”

第三百三十二章 彎了!真的彎了!

對這個鐵基銅酸鹽合成方法的研究,很快就開始了。

如何將這兩種東西給合成在一起,無疑充滿挑戰。

畢竟這可不是什麼合金,直接把銅和鐵熔鍊在一起就算強化成功了。

如何讓這兩個東西之間形成化學鍵,然後連接在一起,難度十分之大。

而時間也從春節期間來到了二月份的尾聲,差不多過去了一個月的時間。

“唔,根據電子拓撲成鍵理論計算,氧原子的替換和其他雜質的介入都會導致晶格發生畸變,這種變化主要體現在晶格的邊長上,晶面夾角的變化很小,所以我們可以將a、β、v視作保持90度就行了。”

“嗯,從分波態密度分析來看的話,其中的氧原子具有較強的局域性,它與周圍其他原子的雜化主要發生在能量約爲-8eV處。”

實驗室內,兩個穿着白大褂的人正在交流着,而周圍還有不少同樣穿着白大褂的人。

這就是林曉組織起來的研究團隊,專門負責攻克這個超導體。

交流的兩個人,正是林曉和趙升,至於其他人,就是那些助理研究員了。

對於這些普通研究員們來說,能夠加入到林曉的團隊中,顯然是一件好事情,到時候能有啥事情,都可以沾點光,所以這也算是在定光研究所做實驗的福利之一,說不定一個邭夂茫湍芨麄兊牧炙L混一個項目了。

就比如這一次,根據林曉的說法,他們研究的這個東西是一個高溫超導體,而且還是能夠進行彎折的那種,並且其他臨界參數似乎都還挺不錯,要是能夠搞出來,那意義可是相當之大的。

只不過唯一的問題就是,這個東西有點太難搞了。

這些普通研究員們都坐在那,要麼抓着腦袋思考着接下來該怎麼做,要麼就看着林曉和趙升,期待他們能指明未來的方向。

而林曉和趙升此時則盯着電腦上面的計算結果,雙雙摸着下巴,陷入了思索之中。

他們兩個都對計算材料有所造詣,所以都比較喜歡用計算材料學的方式,來爲合成方法做輔助。

就這樣,思考了許久後,趙升忽然說道:“不管怎麼看,我都不覺得這玩意兒能存在,話說回來,林教授,你這個東西的結構模型都是計算模擬出來的?”

他還是有些疑惑,林曉到底是怎麼搞出這種東西出來的,尤其是眼前的這個模型。

林曉沒有回答,只是說道:“其實我覺得吧,重點就在這個氧原子上了,氧原子失電子得電子的模型,還需要繼續細化。”

“嗯……但如果這麼考慮的話,這兩者結合的方式就實在有些太奇怪了。”

“感覺就像……”林曉頓了好一會兒,忽然眼睛一亮:“就像被使勁壓了一下?”

“嗯……這麼形容也確實有些相像。”趙升點點頭,緊皺着眉頭說道:“感覺就像是,原本這些原子之間是形成不了化學鍵的,但是因爲被壓了一下,然後吸引力就克服了斥力,然後連接在了一起!”

“沒錯。”

林曉的眼睛越發亮了起來,半晌後,他忽然說道:“我先出去一下,你在這裏看一下吧。”

“怎麼了?”趙升不由問道,他們這時候不是都說到關鍵點了嗎?

不過林曉已經轉身離開了實驗室,見到這一幕,趙升也只有放棄,重新看起了計算機上面的東西。

這個玩意兒,果然和當初研究RDX純硅晶體一樣,根本就很難看到成功的可能性。

當然,林曉剛纔說的壓力,倒是很有意思。

……

林曉離開了實驗室,來到了他自己的辦公室裏面。

之所以要離開實驗室,便是因爲他臨時提出的這個關於壓力的想法,讓他腦海中閃過了靈感。

在他的超導機制模型中,雖然沒有關於壓力的陳述,但是卻有關於超導態下電子結合的壓力陳述。

“就像是在壓力的影響之下,電子之間結合成了電子對,然後在壓力恢復之後,又會因爲內部其他電磁力的影響,導致這些電子對不會失去束縛……這就等於說,超導態得以保存下來!”

心中越想越亮,林曉估摸着,系統獎勵他的那段常溫超導體,就是因爲這種原因,才得以在常溫下保持超導的!

“這就等於說,在製備這個鐵基銅酸鹽超導體的時候,如果能夠加上足夠的壓力,就有可能讓銅酸鹽中的氧離子繼續失去電子,然後和鐵基材料發生結合!”

想到這,林曉頓時感覺自己彷彿找到了製備這個常溫超導體的方法。

“那麼……需要的壓力,是多少呢?”

對於這個問題,除了需要電子拓撲成鍵理論的計算,同時還要用到超導機制模型來計算,這也是爲什麼他沒有留在實驗室中,現在,超導機制模型,全世界仍然只有他一個人掌握。

不再多想,他直接開始計算起來。

幾乎是不加思考的就寫出了一大堆算式,然後在很短的時間中,他得到了答案。

“至少需要23.3個標準大氣壓嗎?”

林曉眉頭一皺,這個大氣壓相比較那種通過高壓達到超導所需要的壓強還算是比較少的,不過,如果真要在這種環境下進行生產的話,那成本可就蹭蹭上漲了。

不過最後,他釋懷了。

這可是常溫超導體,成本高一點又如何,只要一旦大規模生產起來,隨着邊際成本不斷下降,即使剛開始成本高,到最後也未嘗不會達到一個普遍都能接受的程度。

想到此,他立馬起身,重新回到了實驗室,對趙升說道:“想要造出這個東西,我們需要加壓生產。”

“加壓生產?”

“嗯,在一定的壓力下,我想,這兩個原來不會發生反應的東西,現在應該發生反應了。”

聽到林曉這麼說,趙升回想起他們剛纔的猜測,最後點點頭:“我想,確實有這個可能。”

“嗯。”

……

做出了決定,接下來他們自然就是要開始搭建這個高壓反應爐了。

這個問題並不困難,尤其是對於他們這些理工男來說,動手能力都是槓槓的。

於是,又大概花費了十天的時間,訂購了各種需要用到的材料和電子部件,然後又花費了大概七天的時間,一個略顯簡陋的高壓反應爐就完成了。