瞻觀前沿

日本東京都立大學(xué)研究人員通過(guò)混合兩種材料，創(chuàng)造了一種具有手性晶體結(jié)構(gòu)的新型超導(dǎo)體。新的鉑—銥—鋯化合物在2.2K溫度以下轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)體，使用X射線衍射可觀察到其具有手性晶體結(jié)構(gòu)。該技術(shù)方案有望加速對(duì)新型奇異超導(dǎo)材料的發(fā)現(xiàn)和理解。相關(guān)論文發(fā)表在最新一期《美國(guó)化學(xué)會(huì)雜志》上。

東京都立大學(xué)團(tuán)隊(duì)此次引入了一種全新的方法尋找手性化合物?；旌狭藘煞N具有已知物理性質(zhì)的化合物。其中一種是具有超導(dǎo)性但沒(méi)有手性的鉑鋯化合物，另一種是具有手性但沒(méi)有超導(dǎo)性的銥鋯化合物。將兩種化合物以不同的元素比例組合在一起，能有效地混搭物理性質(zhì)，手性和超導(dǎo)性兩種屬性都可在其中顯現(xiàn)，從而提出一種同時(shí)具有手性晶體結(jié)構(gòu)和超導(dǎo)性的新材料。

研究團(tuán)隊(duì)還證實(shí)，超導(dǎo)性是在本體中產(chǎn)生的，而不是從表面產(chǎn)生的。他們的工作展示了混搭方法在制造新的奇異超導(dǎo)體方面的潛力。

長(zhǎng)期以來(lái)，科學(xué)家們所驗(yàn)證的超導(dǎo)材料都是非手性的，手性和超導(dǎo)性幾乎不在同一材料中被同時(shí)發(fā)現(xiàn)。這對(duì)于超導(dǎo)體的研發(fā)來(lái)說(shuō)，可不是什么好消息，因?yàn)榇蠖鄶?shù)材料都具有手性。而這二者的統(tǒng)一，或?qū)⑹俏磥?lái)創(chuàng)造大幅提高用電效率的超導(dǎo)體的關(guān)鍵。

圖片來(lái)源：攝圖網(wǎng)

技術(shù)價(jià)值觀察

超導(dǎo)材料產(chǎn)業(yè)鏈上游為礦資源，如釔、鋇、鉍、鍶、硼等金屬;中游是超導(dǎo)材料，如YBCO、BSCCO和MgB2等;下游是超導(dǎo)應(yīng)用產(chǎn)品，如超導(dǎo)電纜、超導(dǎo)限流器、超導(dǎo)濾波、超導(dǎo)儲(chǔ)能以及超導(dǎo)發(fā)電機(jī)等。

研究人員通過(guò)混搭方法，開(kāi)發(fā)出一種具有手性晶體結(jié)構(gòu)的新型超導(dǎo)體，這是一種同時(shí)具有手性晶體結(jié)構(gòu)和超導(dǎo)性的新材料。因此，從超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)鏈上看，該技術(shù)處于產(chǎn)業(yè)鏈的中游環(huán)節(jié)，對(duì)超導(dǎo)材料產(chǎn)生較大影響。

宏觀市場(chǎng)觀察

——全球超導(dǎo)技術(shù)周期：處于成長(zhǎng)期

2010-2020年，全球超導(dǎo)行業(yè)專利申請(qǐng)人數(shù)量及專利申請(qǐng)量均呈現(xiàn)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，整體來(lái)看全球超導(dǎo)技術(shù)處于成長(zhǎng)期。

——全球超導(dǎo)行業(yè)專利申請(qǐng)量及專利授權(quán)量：2021年專利數(shù)量及授權(quán)量均有所下降

2010-2021年全球超導(dǎo)行業(yè)專利申請(qǐng)數(shù)量呈現(xiàn)現(xiàn)增長(zhǎng)后下降態(tài)勢(shì)，2021年全球超導(dǎo)行業(yè)專利申請(qǐng)數(shù)量為3849項(xiàng)。在專利授權(quán)方面，2010-2021年全球超導(dǎo)行業(yè)專利授權(quán)數(shù)量呈現(xiàn)波動(dòng)態(tài)勢(shì)，2021年出現(xiàn)下降趨勢(shì)，2021年全球超導(dǎo)行業(yè)專利授權(quán)數(shù)量為1186項(xiàng)，授權(quán)比重為30.81%。

——我國(guó)超導(dǎo)行業(yè)進(jìn)展基本與國(guó)際同步

根據(jù)國(guó)家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略咨詢委員會(huì)的分析，整體而言，我國(guó)在超導(dǎo)材料領(lǐng)域的研究進(jìn)展基本與國(guó)際同步。其中，低溫超導(dǎo)材料、超導(dǎo)電子學(xué)應(yīng)用以及超導(dǎo)電工學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域的研究已達(dá)到或接近國(guó)際先進(jìn)水平。我國(guó)NbTi線材性能和性價(jià)比已優(yōu)于發(fā)達(dá)國(guó)家，Nb3Sn線材綜合水平與發(fā)達(dá)國(guó)家相當(dāng)。

——超導(dǎo)技術(shù)在各行業(yè)的發(fā)展中有著重要的研究和開(kāi)發(fā)價(jià)值

超導(dǎo)材料是一項(xiàng)具有遠(yuǎn)大戰(zhàn)略意義的高新技術(shù)，可以廣泛用于電子通信、醫(yī)療設(shè)備、交通運(yùn)輸、電力能源等領(lǐng)域，其中超導(dǎo)技術(shù)在MRI、超導(dǎo)限流器、超導(dǎo)電纜等產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中均已成功應(yīng)用?？梢钥闯?，超導(dǎo)技術(shù)在各行業(yè)的發(fā)展中有著重要的研究和開(kāi)發(fā)價(jià)值。

我國(guó)的超導(dǎo)技術(shù)在電力及能源的主要應(yīng)用集中在超導(dǎo)電纜、超導(dǎo)變壓器等產(chǎn)的技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用。超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)主要應(yīng)用在醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域的技術(shù)主要是超導(dǎo)磁體技術(shù)，主要應(yīng)用在核磁共振等方面。在通信領(lǐng)域被廣泛的應(yīng)用于無(wú)線通信網(wǎng)的建設(shè)中，充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。

——未來(lái)中國(guó)超導(dǎo)市場(chǎng)將保持較快發(fā)展的速度發(fā)展

隨著實(shí)用化高溫超導(dǎo)材料制備和產(chǎn)業(yè)化技術(shù)的突破性進(jìn)展，各國(guó)政府和大企業(yè)對(duì)超導(dǎo)電氣技術(shù)的應(yīng)用研究開(kāi)發(fā)給予了大力支持。超導(dǎo)電纜、超導(dǎo)限流器、超導(dǎo)變壓器、超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)、超導(dǎo)電機(jī)、多功能集成超導(dǎo)電力裝置和超導(dǎo)變電站是實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)電氣技術(shù)重大革新的基礎(chǔ)，是超導(dǎo)應(yīng)用技術(shù)這一戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中最具市場(chǎng)潛力和應(yīng)用價(jià)值的關(guān)鍵技術(shù)。

雖然目前國(guó)內(nèi)從事超導(dǎo)材料制備和超導(dǎo)應(yīng)用的企業(yè)都處于持續(xù)虧損的境地，但由于超導(dǎo)技術(shù)的先進(jìn)性和在特定領(lǐng)域的不可替代性，未來(lái)前景廣闊，各家超導(dǎo)機(jī)構(gòu)仍保持著對(duì)超導(dǎo)技術(shù)的持續(xù)投入，超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景良好。

中國(guó)超導(dǎo)技術(shù)賽道熱力圖

根據(jù)產(chǎn)業(yè)熱力圖顯示，與超導(dǎo)關(guān)鍵技術(shù)強(qiáng)關(guān)聯(lián)的城市集群主要集中在華南和西北地區(qū)，并且以廣東、陜西省為重點(diǎn)發(fā)展區(qū)域，未來(lái)布局超導(dǎo)技術(shù)及其他相關(guān)技術(shù)的發(fā)展路徑，極大可能性在于華南、西北地區(qū)優(yōu)先導(dǎo)入，其中可重點(diǎn)關(guān)注廣東省廣州市天河區(qū)、陜西省西安市雁塔區(qū)、廣東省深圳市福田區(qū)所處超導(dǎo)技術(shù)相關(guān)企業(yè)，以及該地方對(duì)于超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)發(fā)展投資環(huán)境、供給市場(chǎng)的潛力空間。

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