“抬头仰望”室温超导时，埋在脚下的“上海造”超导电缆正为数万户居民供电 上海市高温超导重点实验室

3月7日，纽约罗切斯特大学物理学家朗加·迪亚斯（Ranga Dias）在美国物理学年会春季会议上，报告了自己的团队创造出可在室温下实现超导转变的新材料。此前，他的科研成果曾遭遇过撤稿风波，因此，本次的新发现也引起了各界的关注与争议。

近日，上海科技采访上海市高温超导重点实验室主任、上海大学教授蔡传兵，他表示，本次研究成果，“从现有的多个绘图来看，能够较好地体现了超导相变。”同时他谈道，在超导材料的“从0到1”和“从1到10”之间，还有一些“硬骨头”有待“啃”下。

这次的室温超导

“在传统的超导理论之外的惊喜”

据蔡传兵介绍，相较此前撤稿的论文，迪亚斯本次测试方式方法及数据更多，特别其中比热、电阻和磁化率等参数随温度的变化都表征出来了，且都较为一致。

同时，迪亚斯本次发现的超导材料组分与以往的报道不同，本次的超导材料由镥、氮、氢组合而成，是一种新的物质，“这类氢化物在高压下表现出独特的超导性能，按照传统的BCS超导理论是有可能的。”

本次室温超导在学术界的轰动不仅仅是其内容本身，还与实验手段的可行性提升有关。此前，尽管他所研究的超导材料在温度条件上宽松了许多，但在压力条件上却仍然近乎望尘莫及，“以前大概是200多到500GPa的压力。”蔡传兵说道，而这一次的研究成果的压力条件则是1GPa，整整低了两个数量级，因此，将有更多的研究团队有条件进行验证性实验。

除此之外，蔡传兵还谈道，本次迪亚斯的压力效应实验结果总体来说是可以用现有的BCS超导理论进行解释，“但这次有一段压力范围内的反常依赖性，不一定完全符合现有理论，基础物性和超导机理上，还有大量工作需要进行。”

超导材料在“0到1”“1到10”之间

还有一个“坎”

尽管突破巨大，但蔡传兵也谈道，在超导材料方面，一个原始创新成果真正走进应用，往往需要20到30年的时间。

人们常说基础研究需要冷板凳，

需要十年磨一剑，

但成果转化同样如此。

据蔡传兵介绍，长期以来，上海市高温超导实验室有两项重点布局，一项围绕原始创新及其之后的基础物性研究，而另一项，则是材料实用化和产业化关键技术攻关——跨越超导材料在“从0到1”与“从1到10”之间的那道坎。

“大家常常关注超导临界温度，但实际上对于超导材料能不能用，还有一些关键参数。”蔡传兵介绍道，例如无磁场和有磁场下的超导临界电流——这一特征反映材料能否具有实际应用所需要的大载流能力和强磁场能力。它们是实用材料中非常关键的特征参数，这就要求我们这类实验室在材料生长、磁通动力学、磁热现象等方面投入大量精力和投入。

以应用需求引导基础研究，

这是我们上海市高温超导实验室

区别于其他国内

同类型实验室的重要特点

——我们把超导材料的

基础性能和材料相图研究透，

并将它们变成真正实用的超导材料。

“一个新的材料，开始往往只是实验室发现的一种物态现象，且实验室只能制备很小的样品。一般只需要证明样品是有某种独特性能就行了。”蔡传兵说道，但超导材料真正的实用化和产业化需要大量的基础研究和应用研究工作，需要验证尺度、数量放大后的性能变化和高效制备工艺，此外更关键的是要长期可靠稳定。

随着社会经济的高速发展，在电网领域，负荷密度快速增长、通道资源紧张、电源点难以深入城市中心区域等矛盾日益凸显，对超导材料等前沿技术的需求也日益增加。

而在上海徐汇区中心地段，

有一根1.2公里的输电电缆，

正是由上海本地产的

高温超导材料编织而成的。

这是世界首条35千伏

公里级超导电缆。

该电缆目前投入运营已有400多天，正为徐汇区几万户居民供电，目前由国网上海电力公司和上海国际超导公司运行维护，而这一电缆的核心技术：超导材料，正是由上海大学、上海交大及其两家产学研企业提供，也是上海电缆所牵头的上海超导产业联盟和上海市高温超导重点实验室等单位组织各方长期缜密合作的结果，体现了很好的产学研用一体化特点，也体现了在上海市有关部门引导下的有组织的科研和战略新兴产业培养发展新模式。

“重点实验室的机制

让我们‘尝到了一些甜头’”

在蔡传兵看来，这一“世界首条”的诞生，离不开重点实验室体制机制的创新。

在采访中，蔡传兵直言不讳地说道，“从1到10”的科研，需要以问题导向，通过有组织的科研才能实现，绝不能“为了论文而论文”“为了专利而专利”。

“重点实验室的设置，

就是为了改变这种格局，

有组织的、为了问题导向而科研，

这是我非常渴望的。”

蔡传兵说道，

“在徐汇区的‘世界最长超导电缆’中

我尝到了有组织的科研的‘甜头’。”

蔡传兵曾先后在中科院上海微系统所、日本铁道综合技术研究所、英国伯明翰大学和德国的莱布尼兹研究所从事超导材料研发，熟悉发达国家在高温超导材料上的布局和尝试。

2005年底，蔡传兵学成回国，加入上海大学。2014年，团队在上海大学低温与超导实验室的基础上，开始筹建上海市高温超导重点实验室。

谈起实验室建设初衷时，蔡传兵说道：

实验室是在分析了国内外高温超导发展趋势和这个领域本身特点的基础上诞生的，我们有一批人在这个领域工作很多年，瞄准国家需求和领域痛点难点目标去做研究。

经过多年的发展，目前实验室已有一支完善的创新人才队伍，实验室包含固定人员近40名，其中教授和研究员，副教授、副研究员20余名。具有博士学位人员占90%；实验室40岁以下人员人，约占40%。实验室青年人才辈出，近年来从新加坡国立大学引进的尹鑫茂教授和从英国剑桥大学引进的周迪帆博士，分别在新型镍基超导材料和高温超导应用等方面取得了重要进展，研究成果多次发表在Nature子刊上。尹鑫茂继国家海外优青计划之后，又获得了首届“上海科技青年35人引领计划”，周迪帆继获第22届中国国际工业博览会创新引领奖后，获得了每2年仅奖励3位杰出青年科学家的欧洲应用超导Jan Evetts奖。

实验室在超导材料的基础研究和成果转化方面，走出了一条特色的技术路线，研制的第二代高温超导带材在厚度、宽度和性能指标已达到国内外先进水平，正在为国家发展战略而服务：

攻克了高温超导带材成材、磁通钉扎和动态检测技术；建立首个国家标准（GB/T: 20191892-T-491）；

正在牵头开展国家级重点计划：磁约束核聚变能发展研究专项，将为新一代核聚变中心螺旋管示范应用开展关键材料制备与技术攻关。

虽然没有发现最原始的创新

并产生轰动性的关注，

但关于应用的研究非常重要，

这是人们全方位、多角度

对新材料了解的过程，

但是这个环节的科研工作

往往是‘硬骨头’，

非常难，要长期坚持的精神。

在采访的最后，蔡传兵表示，期待在上海市重点实验室的机制体制方面进一步完善，超导实验室应该增加类似与超高压、强磁场、极低温之类的极端条件设备，有了“高大上”的实验仪器和“坐冷板凳”的坚持不懈精神，才能抓住超导研究和实验物理的前沿科学问题，在热潮中冷静思考，创造属于自己的热点。