1月10日，在人民大會堂舉行的國家科學(xué)技術(shù)大會上，中國科學(xué)院物理研究所/中國科技大學(xué)“40K以上鐵基高溫超導(dǎo)體的發(fā)現(xiàn)及若干基本物理性質(zhì)的研究”獲得2013年度國家自然科學(xué)一等獎。該消息一出，二級市場就做出強(qiáng)烈反應(yīng)，超導(dǎo)概念股漢纜股份、寶勝股份及永鼎股份紛紛強(qiáng)勢漲停。分析人士表示，目前超導(dǎo)市場的潛在規(guī)模高達(dá)2000億元，其中超導(dǎo)材料占比30%-40%，市場規(guī)模約800億元左右，預(yù)計圍繞超導(dǎo)概念的炒作會繼續(xù)延伸至超導(dǎo)材料、超導(dǎo)限流器等領(lǐng)域。
鐵基高溫超導(dǎo)全面超越
在日前舉行的2013年國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會上，以趙忠賢、陳仙輝、王楠林、聞?；?、方忠為代表的中國科學(xué)院物理研究所/北京凝聚態(tài)國家實(shí)驗(yàn)室（籌）（以下簡稱“物理所”）和中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)（以下簡稱“中國科大”）研究團(tuán)隊(duì)，因?yàn)樵?ldquo;40K以上鐵基高溫超導(dǎo)體的發(fā)現(xiàn)及若干基本物理性質(zhì)的研究”而獲得2013年度國家自然科學(xué)一等獎。自2000年起，國家自然科學(xué)一等獎13年里有9次空缺，目前已連續(xù)空缺3年。早在1989年，物理研究所“液氮溫區(qū)氧化物超導(dǎo)體的發(fā)現(xiàn)及研究”曾獲當(dāng)年國家自然科學(xué)一等獎。
超導(dǎo)，全稱超導(dǎo)電性，是20世紀(jì)最偉大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一，指的是某些材料在溫度降低到某一臨界溫度，或超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度以下時，電阻突然消失的現(xiàn)象，具備這種特性的材料稱為超導(dǎo)體。
據(jù)了解，物理學(xué)家麥克米蘭根據(jù)傳統(tǒng)理論計算斷定，超導(dǎo)體的轉(zhuǎn)變溫度一般不能超過40K（約零下233攝氏度），這個溫度也被稱為麥克米蘭極限溫度。中國科學(xué)家首先發(fā)現(xiàn)了轉(zhuǎn)變溫度40K以上的鐵基超導(dǎo)體，接著又發(fā)現(xiàn)了系列的50K以上的鐵基超導(dǎo)體。
在超導(dǎo)研究的歷史上，已經(jīng)有10人獲得了5次諾貝爾獎，其科學(xué)重要性不言而喻。目前，超導(dǎo)的機(jī)理以及全新超導(dǎo)體的探索是物理學(xué)界最重要的前沿問題之一。同時，超導(dǎo)在科學(xué)研究、信息通訊、工業(yè)加工、能源存儲、交通運(yùn)輸、生物醫(yī)學(xué)乃至航空航天等領(lǐng)域均有重大的應(yīng)用前景，受到人們的廣泛關(guān)注。
當(dāng)前，物理所和中科大的科學(xué)家們在鐵基高溫超導(dǎo)研究中正引領(lǐng)著國際研究的熱潮。上個世紀(jì)九十年代中后期，國際物理學(xué)界傾向認(rèn)為銅氧化物超導(dǎo)體能給出的信息基本上被挖掘殆盡，通過銅氧化物超導(dǎo)體探索高溫超導(dǎo)機(jī)理的研究遇到了瓶頸，國際上的相關(guān)研究也進(jìn)入低谷。但超導(dǎo)研究所的研究人員們一直堅(jiān)持在高溫超導(dǎo)研究領(lǐng)域默默耕耘。
這些年來，鐵基超導(dǎo)體系不斷產(chǎn)出優(yōu)秀論文，引起了強(qiáng)烈的國際反響。物理所的靳常青找到了第三種全新的以LiFeAs為代表的111體系超導(dǎo)體，這對進(jìn)一步探索高溫超導(dǎo)的內(nèi)在物理機(jī)制和提高超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度都有重要的意義。
截至2013年1月4日，鐵基超導(dǎo)體的8篇代表性論文SCI共被引用3801次，有20篇主要論文共SCI被引用5145次，相關(guān)成果被眾多國際知名學(xué)術(shù)刊物專門評述或作為亮點(diǎn)跟蹤報道。
超導(dǎo)材料千億規(guī)模待挖掘
早在幾年前，就有券商發(fā)表研究報告指出，超導(dǎo)市場的潛在規(guī)模達(dá)到2000億元，其中核心的超導(dǎo)材料占比30%-40%，約800億元左右。
目前國內(nèi)超導(dǎo)材料主要是依賴于美國和日本進(jìn)口，價格昂貴，占超導(dǎo)應(yīng)用產(chǎn)品50%左右的成本。從整個產(chǎn)業(yè)鏈價值來看，超導(dǎo)材料占超導(dǎo)設(shè)備40%-50%的成本。從盈利能力來講，超導(dǎo)材料盈利能力最強(qiáng)，毛利率約50%左右。超導(dǎo)行業(yè)的發(fā)展必將引發(fā)對超導(dǎo)材料大量的需求，因此，超導(dǎo)行業(yè)要發(fā)展壯大，超導(dǎo)材料必須要實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。
目前的超導(dǎo)行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈由三部分組成：上游礦資源，如鋇、鉍等金屬；中游是超導(dǎo)材料如YBCO和BSCCO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)濾波器、超導(dǎo)儲能、超導(dǎo)發(fā)電機(jī)和超導(dǎo)變壓器等。其中技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛、商業(yè)化程度最高的超導(dǎo)材料是BSCCO高溫超導(dǎo)材料。由于第二代超導(dǎo)材料具有較強(qiáng)的載流能力、抗磁場衰竭能力以及較低的理論價格，各國紛紛將研發(fā)和生產(chǎn)重點(diǎn)放在YBCO（氧化釔鋇銅），因而YBCO將是未來超導(dǎo)材料發(fā)展的主要方向。
新型鐵基超導(dǎo)體線材業(yè)受益明顯
據(jù)媒體報道，中科院電工所應(yīng)用超導(dǎo)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室馬衍偉研究小組采用傳統(tǒng)的粉末裝管方法（Powder-in-tube），首次成功研制出轉(zhuǎn)變溫度達(dá)25K的鐵基鑭氧鐵砷（La(O1-xFx)FeAs）線材。這是世界上第一個將鐵基新超導(dǎo)材料加工成超導(dǎo)線材的工作，對于強(qiáng)電應(yīng)用具有重要意義。該項(xiàng)工作在申請國家發(fā)明專利之后，最近已發(fā)表在國際超導(dǎo)研究領(lǐng)域的主流雜志《超導(dǎo)科技》上。
新型鐵基超導(dǎo)體線材的研制成功為新型鐵基超導(dǎo)材料的應(yīng)用發(fā)展開辟了新的道路。在此基礎(chǔ)上，通過進(jìn)一步優(yōu)化工藝條件，馬衍偉研究小組與物理所聞海虎小組合作又制備出轉(zhuǎn)變溫度高達(dá)52K 的釤氧鐵砷（Sm(O1-xFx)FeAs）線材，其上臨界場Hc2（T=0）高達(dá)120 T，進(jìn)一步顯示出鐵基新超導(dǎo)材料在高場磁體中具有廣闊的應(yīng)用前景。上市公司中，中天科技(600522,股吧)與中國科學(xué)院電工所在鐵基超導(dǎo)領(lǐng)域有合作，早在2010年雙方就合作建立了電力超導(dǎo)技術(shù)聯(lián)合研究開發(fā)中心。
早在2008年2月，日本東京工業(yè)大學(xué)細(xì)野秀雄教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組報道了鐵基材料La(O1-xFx)FeAs超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度高達(dá)26K。這一發(fā)現(xiàn)立刻引發(fā)了人們對這一超導(dǎo)體系的強(qiáng)烈關(guān)注。美國《科學(xué)》雜志認(rèn)為，新的鐵基超導(dǎo)材料的發(fā)現(xiàn)是高溫超導(dǎo)研究領(lǐng)域的一個重大進(jìn)展，新型鐵基超導(dǎo)材料必將激發(fā)物理和材料學(xué)界新一輪的高溫超導(dǎo)研究熱潮。很快，我國科學(xué)家在這一領(lǐng)域取得了國際同行矚目的一系列重要貢獻(xiàn)。