图 | 电影《阿凡达》中的哈利路亚悬浮山

超导技术“可以改变世界”

自1911年荷兰科学家Onnes首次发现超导现象以来，人类一直在探索新型的超导材料，并且利用其无阻性，无磁性的特征，研究其在各种场景下的技术应用，已经取得了显著成效。1987年的《时代周刊》封面中将超导材料誉为“可以改变世界的重大突破”，足见超导材料的巨大发展潜力。

图 | 超导技术发展史

目前，超导材料应用最广泛的领域就是制作各种用途的超导磁体。超导磁体的优势是可以实现常规导体材料无法实现的磁场强度和磁场梯度。

超导磁体包含多种应用场景，其中核磁共振成像（MRI），环保用磁分离领域，各种类型大科学装置（各类粒子加速器、各类高能粒子对撞机、受控热核聚变实验堆等），尖端科学仪器（综合物性测量仪，探针平台等）。其中核磁共振成像仪已被广泛地应用于医疗检测，诊断之中，成为最精确的医学检测手段之一；磁分离装置已逐渐进入环保市场，被用于处理工业废水，电子垃圾，锂电池回收等领域；大科学装置如欧洲核子中心的强子对撞机，国际受控热核聚变堆（ITER），东方超环（EAST）及未来新型聚变研究装置都离不开超导磁体；都离不开超导磁体。另外，还有各式各样的超导磁体被应用于检测仪器、各类实验装置、晶体生长等其他许多方面。此外，超导磁体在各式各样的检测仪器，实验装置和工业设备等方面也有着广泛的应用。

图|超导磁体应用（部分）

强磁?精密科学仪器 加强科技自主创新

科学技术是第一生产力，科学仪器是科学技术发展的重要“工具”。著名科学家王大珩先生指出，“机器是改造世界的工具，仪器是认识世界的工具”。企业的研发生产、高等院校和科研院所的科学研究等高技术领域，离不开精密仪器的支撑；现阶段我国在进行产业升级、迈向高端制造的过程中，精密仪器的地位和重要性更加突出。

大孔径高场超导磁体系统主要应用于尖端科技研发，可满足低温高场下对材料的电、热、力学性能研究以及从事生物、材料、量子科学研究的高校重点实验室及企业对大孔径高场超导磁体的科学研究。

PPMS系统由基本系统和各种测量和拓展功能选件构成，能提供低温和强磁场的环境，可以开展多种物理性能测量，包括如电阻率、磁阻、微分电阻、霍尔系数、伏安特性、临界电流、交流磁化率、磁滞回线、比热、热磁曲线、热电效应、塞贝克系数和热导率等。

探针平台在半导体-MEMS-超导材料探测等领域是重要的高科技科研设备，有着不可替代的重要作用。通过微米级别的探针头和光学显微镜，可实现在材料介观水平提供低温物理电学测试、微波探测及可视化成像等功能，在整个温度范围内的IV和CV曲线测试、微波测试、光电测试、表征变磁环境下的磁输运特性、理解载流子浓度的霍尔效应测试，和其他材料的研究。

超导?环保 科技环保设备改革新方案

随着经济的迅速发展，空气污染和能源短缺更加变成我国重点关注的课题。电子垃圾、污水、废水等若未达标排放，对生活环境，身体健康影响巨大。

超导磁分离污水处理和贵金属再提取循环利用系统，作为革新性环保设备，相较传统技术，可以实现更小占地下的更高效和持续性的分类、处理。超导密度磁分离采用跑道形超导磁体与纳米颗粒流体技术，磁化后不同高度的流体具有不同浮力，从而实现固体颗粒按密度分层，达到再循环利用的目的（如：塑料，高分子聚合物，电子垃圾等），其中电子垃圾在磨碎成颗粒后，实现金，银，铜，锡，铝，塑料等按从低到高在纳米流体中自然分层，回收再出售给电子器件生产商，替代现有的高污染、高危害的手工化学分离再提纯回收方法。作为环保领域的革新技术产品，有望改变目前水环境治理和水生态修复的产业格局，广泛运用于市政污水，河流污染治理，地下水生态修复，电子垃圾分类及其中贵金属的回收再利用，锂电池的回收再利用等环保领域。

曦合?高温超导开启人类未来生活新模式

高温超导是世界上最前沿的科学研究之一，它是具有相对较高临界温度的物质，在液氮环境下能够产生超导现象。利用高温超导材料，研制相关生产生活设备，摆脱低温环境的束缚，让超导科技尽快造福人类，是全球该领域科学研究的重要方向。

图 |高温超导磁体典型应用——磁悬浮列车

高温超导磁体技术与低温超导磁体技术相比，在同样的工作环境下可提供更高磁场的运行环境，由于临界电流密度较高，同性能的高温超导磁体体积远小于低温超导磁体，大大缩小了设备的占地面积。

当然，超导的应用也不仅仅只有这些，随着超导材料、机理和技术的发展，更多的超导电力、磁体、器件，必然将在未来逐步走进人们的生活，甚至带来翻天覆地的变化。

新一代的科技革命，正在新材料、新机理、新器件的推动下，加速到来，而超导的研究，机遇与挑战并存，超导的应用，也将会改变未来，引领未来走向更好的生活。