美国科学家用两颗钻石揭开超导秘密，确保电流流动中能量零损耗

把一小块材料夹在两颗钻石之间，施加高达140万个大气压，然后用比太阳表面还亮的X射线照进去，看看原子在极限压力下如何排列。

这就是美国阿贡国家实验室的研究人员，在超导体领域做的事。而他们看到的，让整个材料科学界为之一振。

超导体的魔力，在于它能让电流毫无阻碍地通过，没有热损耗，没有能量浪费。现实世界里的电网，大约有8%到15%的电能在输送过程中以热的形式白白散掉，相当于每年烧掉数以亿计吨的标准煤什么都没干。如果超导技术能大规模应用，这个窟窿就可以补上。

问题是，大多数超导体只在接近绝对零度的极低温环境下才肯"表演"，维持这种温度的代价极其昂贵，让应用场景大打折扣。核磁共振仪、粒子加速器、少数实验性输电线路，是目前屈指可数的商业落地场景。

科学家们追逐的终极目标，是在常温常压下工作的超导体，一个能从根本上改变能源格局的材料。

超氢化物，是目前最接近这个目标的一类材料。它们可以在相对接近室温的条件下实现超导，其中部分材料的超导转变温度已经突破200开尔文，折算成摄氏度大约是零下73度，比传统超导体的工作温度高出了一大截。中科院物理所靳常青团队正是因为在超氢化物超导体系方面的系统性贡献，在2026年3月获得了被誉为超导材料领域最高荣誉的马蒂亚斯奖，足见这个方向在全球科学界的分量。

但超氢化物有一个致命缺陷：它们只在极高压力下才能维持超导状态，动辄需要数百万个大气压的环境，完全无法在实验室以外的地方存在。如何在保留超导特性的同时，把所需压力降下来，是整个领域悬而未决的核心难题。

阿贡国家实验室的研究团队，选择了镧超氢化物作为研究对象，并尝试向其中掺入少量钇。目的只有一个：调整材料的化学成分，看看能否在保持超导性的同时降低所需的临界压力。

实验装置的核心是一个金刚石对顶砧，样品被夹在两颗钻石之间，产生高达500万个大气压的极端环境。为了"看清"这种极端条件下材料内部的原子结构，团队使用了阿贡实验室刚完成升级的先进光子源设施，将一束高亮度X射线精准聚焦到仅有10到20微米的样品截面上，1微米大约是人类发丝宽度的七十分之一。

正是这束升级后的X射线，让研究团队看到了以前看不到的东西：同一种材料在略微不同的压力条件下，会形成两种截然不同的晶体结构，而这两种结构的超导转变温度并不相同。

这个发现的意义在于，它清楚地表明，晶格中原子排列方式的微小差异，会对超导性产生显著影响。换句话说，超导体的"开关"，藏在原子的几何构型里，而不只是由化学成分决定。

吉林大学的研究团队在2026年4月也独立发表了相关成果，他们通过在二元氢化物中引入第三种轻质元素硼，同样实现了对材料电子结构和稳定性的有效调控，与阿贡团队的研究思路形成了相互印证的关系。

当然，目前实验室里使用的压力仍然高达大气压的140万倍，离真正的实用化还有相当距离。研究人员也坦言，这只是更长远路径上的一个节点，他们的下一步是继续引入更多元素组合，系统性地寻找在更低压力下维持超导的配方。

但从科学逻辑上说，知道"哪里能调"，比不知道要强得多。

从电网效率、磁悬浮交通到量子计算机的冷却系统，超导技术的每一步进展，背后都是规模巨大的现实需求在等待。两颗钻石之间那一小片被极度挤压的晶体，承载的重量，远比它的物理体积大得多。