9秒58，這是人類百米賽跑的世界紀錄。
人在路上奔跑，總會有阻力；同樣，電子在材料里奔跑，也會有阻力。我們把電子奔跑的阻力稱之為電阻。對于絕緣體材料而言，電阻隨溫度下降而上升，對于導體而言，電阻隨溫度下降而下降。
科學家總是天馬行空，他們想，如果把材料的溫度降低到接近絕對零度（-273.15 ℃），電阻會發生什么變化呢？
1911年，Onnes等人在冷卻溫度低于4 K（-269.15℃）的水銀中，首次發現超導現象。他們發現，當溫度低于4K時，水銀的電阻幾乎為零。超導材料具有超級優異的導電性，可以以100％的效率傳輸電能。
一個多世紀以來，科學家從未停止過對超導材料的追逐！
10位諾獎得主逐夢超導
關于超導的研究，至今不過110年，卻獲得了五次諾貝爾物理學獎，誕生了10位諾獎得主。科學家對于超導的認識越多，就越沉迷于其中，不能自拔。
1913年，荷蘭物理學家Heike Kamerlingh Onnes獲得諾貝爾物理學獎，以表彰其對低溫物質特性的研究，特別是這些研究使得液氦生產成為可能，也使得首次發現超導成為可能。
1933年，德國物理學家W. Meissner和R. Ochsenfeld發現超導體體內的磁場恒等于零。零磁場和零電阻，成為判定超導材料的兩個主要特征。
1957年，美國科學家John Bardeen和Leon N Cooper、John Robert Schrieffer合作提出超導BCS理論，對超導機理進行解釋，獲得1972年諾貝爾物理學獎。值得一提的是， John Bardeen還因為發明半導體晶體管獲得1956年諾貝爾物理學獎，是世界上唯一一個獲得兩次諾貝爾物理學獎的人。
挪威物理學家Ivar Gi?ver和英國科學家Brian David Josephson因為對超導隧道效應相關領域的研究，獲得1973年諾貝爾物理學獎。
1986年，德國物理學家Johannes Georg Bednorz和Karl Alexander Müller首次發現陶瓷材料中的超導性，獲得1987年諾貝爾物理學獎。
1950年，俄羅斯科學家阿列克謝·阿列克謝維奇·阿布里科索夫、維塔利·金茲堡和英國科學家Anthony Leggett提出超導熱力學效應。由于他們在超導和超流體領域的貢獻，獲得2003年諾貝爾物理學獎。
室溫超導，難于上青天
即便是斬獲無數殊榮，超導依然存在許多問題懸而未決。其中一個關鍵問題就是，實現超導的溫度太低了！
1911年，首次實現超導的溫度是4K，也就是零下269℃，這需要使用液氦這種昂貴的材料以及配套設備，根本無法實用。隨著越來越多的超導體被發現，實現超導所需要的最高臨界溫度的已經逐步朝著室溫邁進。
2001年，日本科學家Jun Akimitsu等人發現硼化鎂在39K溫度下表現出超導性。
2008年，日本科學家Hideo Hosono首次發現鐵基超導，臨界溫度為26K
2015年，德國科學家M. I. Eremets在Nature報道，他們發現硫化氫在203K（-70℃）具有高溫超導，但是需要超高的壓力。
2019年，德國馬普化學所Drozdov團隊報道了當壓力壓縮到地球大氣壓超過一百萬倍時，氫化鑭化合物在250 K（-23℃）時就變成超導體，這是之前已知的最接近室溫的超導體。
即便取得了這樣那樣的突破，然而，至今為止，沒有一個材料，能夠在0℃以上實現超導，這也是超導備受推崇，卻無法實現大規模、多場景實際應用的最大傷痛之一！
顛覆：15℃室溫超導問世
在科學的世界，沒有什么是不可能的。
2020年10月15日，美國科學家Ranga P. Dias等人在Nature封面發表重磅論文，實現了15℃的室溫超導。
這種超導材料由C、H、S三種元素組成的化合物。原本，研究人員將碳、硫和氫氣置于實驗裝置中，打算通過激光觸發樣品中的化學反應以觀察其形成的晶體。結果，當溫度降低時，他們驚奇地發現，通過材料的電流的電阻降至零。這也算是一個意外的驚喜了。
然后他們通過增加壓力，發現這種超導轉變可以在越來越高的溫度下實現。最終實現了287.7K的轉變溫度，而所需要的壓力為267GPa，是大氣壓力的260萬倍。
在2015年硫化氫超導的基礎上，添加C元素，大大拓寬了未來尋找新超導體的范圍。這項研究表明，通過引入更多元素，有望進一步降低壓力。
這項研究再次證明，富氫材料是實現室溫超導的絕佳材料。當然，依然還有很多問題亟待解決。
未來已來
這是人類歷史上，第一次距離室溫超導這么近。雖然所需要的壓力還是那么遙不可及，但是，擺在超導面前的三座大山，至少已經跨越了一座。
我們有理由相信，在不久的將來，會有更多新型超導體出現，幫助我們爬過另外兩座高山。
最后，真心希望這個結果是可重復的！
未來已來
拭目以待
參考文獻：
1. Elliot Snider et al. Room-temperature superconductivity in a carbonaceous sulfur hydride. Nature 2020, 586, 373-377.
https://www.nature.com/articles/s41586-020-2801-z
2. Davide Castelvecchi et al. First room-temperature superconductor excites — and baffles — scientists. Nature 2020.
https://www.nature.com/articles/d41586-020-02895-0
