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超导体的作用
超导体允许电流无损耗地流动。铜线会浪费电能，因为电子会撞击原子并产生热量。在超导体中，电子会配对并滑过每个原子。电流无需任何辅助就能持续流动。一圈超导导线无需电池即可输送电力多年。
迈斯纳效应与磁悬浮
超导体还会将所有磁场线向外推。这被称为迈斯纳效应。如果在超导体上方放置一块小磁铁，磁铁就会漂浮起来。磁悬浮列车就利用了这一原理。它们没有轮子，也没有摩擦力，因此可以快速行驶。
临界温度与低温物理学
每种超导体都有一个临界温度。低于这个温度，超导体就能工作。高于这个温度，它就如同普通金属一样工作。最早的超导体需要4开尔文（K）的液氦。这比外太空温度还要低，而且成本高昂。新型高温超导体在77开尔文（K）下工作，需要液氮。液氮更便宜，也更容易买到。
超导体的类型
超导体主要分为两类。第一类是低温超导体，例如铅和铌等金属。第二类是高温超导体。它们是陶瓷，例如钇钡铜氧化物（也称为 YBCO）。这些陶瓷可以在较高温度下工作，但易碎。
超导导线的制造方法
工人们将陶瓷粉末装入银管中。他们拉动银管，直到它变成一根长导线。银可以防止陶瓷断裂，并有助于传输电流。成品导线被绕制成线圈，用于磁铁、电机和电源线。
电力和运输领域的应用
核磁共振扫描仪使用超导磁体。粒子实验室也在使用它们。城市电力公司正在测试能够在更小空间内传输更多电力的超导电缆。磁悬浮列车使用超导线圈实现悬浮和移动。更好的冷却技术可以使这些应用更加普及。
低温冷却的挑战
最大的问题是低温。液氦难以获取且成本高昂。液氮更便宜，但仍然需要储罐和泵。每个接头都必须保持密封。如果发生泄漏，导线就会升温，电流就会停止。科学家们正在寻找能够在更高温度下工作的新材料。
量子材料的未来
实验室不断发现能够在更高温度下工作的新型量子材料。一些团队研究高压下的氢化物。另一些团队则研究石墨烯层。目前，还没有人发现能在常压下工作的室温超导体，但相关研究每年都在不断推进。
简单总结
超导体能够实现零电阻和磁悬浮。它需要低温，但新材料所需的低温更少。从核磁共振成像 (MRI) 到磁悬浮列车，这种量子材料已经投入使用，未来它可能会改变我们传输和存储能量的方式。
常见问题
简单来说，超导体是什么？
超导体是一种能够让电流无损耗流动并能排斥磁体的材料。
超导体需要多冷？
旧式超导体需要-269°C。新型超导体可在-196°C下工作。所有超导体都需要用液氦或液氮冷却。
超导体目前应用于哪些领域？
核磁共振扫描仪、磁悬浮列车和高功率电缆已经使用了超导体。
我们会有室温超导体吗？
实验室正在测试新材料，但目前还没有一种材料能够在室温下工作。
