科學家大幅度地提高了一種很有希望的超導材料的電流運載能力，這項成果有可能成為製造便宜高效的輸電線鋪平道路。這種新材料的電流運載能力比其前身提高了5倍。研究人員目前隻是用這種材料做成了一個橫截麵積為半平方英寸的小圓盤，但是他們正在增加它的長度，以便使之成為真正的輸電線。德國奧格斯堡大學約亨·曼哈特說：“這真是讓人感到欣慰。我們認為，這是朝著製造成本低廉的真正輸電線邁出了一大步。”常規的電力係統使用銅線，但是銅線的電阻會造成15%的電力損耗。而在超導電線中則不存在電阻。但是製造超導電線-實際是金屬陶瓷條——不僅成本昂貴而且費時。並且在此之前，這種材料中晶體結構的縫隙，一直限製著電流運載能力。曼哈特的研究小組使用了一種已經研製出的很有前途的超導材料，並對其加以改進後彌合了晶體之間的縫隙，這樣就攻克了這一難關。曼哈特說，這使這種材料的導電能力提高了3到5倍，並且提高9倍也是可能的。他說，在其他超導材料上也可以采用同樣的方法提高電流傳輸能力。他們的研究報告發表在今天出版的《自然》雜誌上。諸如2000年夏天出現的炎熱天氣以及不斷不斷增長的能源需求有可能導是電力中斷，而由超導電線構成的電網有可能降低這類斷電的可能性。美國威斯康星大學的物理學掌戴維·拉巴萊斯蒂爾說不，這項創新還有可能給人們帶來高效的發動機和變壓器，以及把磁懸浮高速列車高不可攀的成本降低到能夠負擔得起的水平。但是拉巴萊斯蒂爾說，人們恐怕還要等5年才能享受到這項技術的益處。曼哈特和同事使用的是釔鋇銅氧材料，當把這種材料用液氮降低到-196℃時，它就變成了超導體。他們在純的釔鋇銅氧層之間，製造出一些“摻雜”了少量鈣的釔鋇銅氧層。由於鈣會填充到晶體之間的縫障中，這樣就能使幾十萬安培的電流從橫截麵積隻有半平方英寸的材料中通過。休斯戴大學的物理學掌保羅·楚說，這是5年來在開發超導體的巨大潛力中取得的最重要成果。他說，這最終十將降低現在才開始在工業中使用用的超導電線的成本。
航天器的盔甲——燒蝕材料
在晴朗的夜晚，仰望燦爛星空，有時會看到耀眼的隕星，倏忽即逝。它為什麼會發光呢？原來，這是高速飛行的隕星進人大氣層與空氣劇烈摩擦，猛烈燃燒而發出的光亮。當宇宙航天器完成任務返回地球時，麵臨著與隕星同樣的殘酷生存環境。研究表明，當宇宙飛行器的飛行速度達到3倍聲速時，其前端溫度可達330℃；當飛行速度為6倍聲速時，可達1480℃。宇宙飛行器邀遊太空歸來，到達離地麵60～70千米時，速度仍然保持在聲速的20多倍，溫度在10000℃以上，這樣的高溫足以把航天器化作一團烈火。高速導致高溫，這似乎是一道不可逾越的障礙，人們把這種障礙稱為熱障。顯然熱障並沒有阻擋住人類挺進宇宙的步伐，那麼科學家們是如何克服熱障，使航天器安全回家的呢？隕石穿越太空到達地球的神奇經曆給了科學家們以特殊的啟迪。分析隕石的成分和結構發現，隕石表麵雖然已經熔融，但內部的化學成分沒有發生變化。這說明隕石在下落過程中，表麵因摩擦生熱達到幾千度高溫而熔融，但由於穿過大氣層的時間很短，熱量來不及傳到隕石內部。給宇宙飛行器的頭部戴一頂用燒蝕材料製成的“盔甲”，把摩擦產生的熱量消耗在燒蝕材料的熔觸、氣化等一係列物理和化學變化中，“丟卒保車”，就能達到保護宇宙飛行器的目的。一位宇航員描述了宇宙飛船闖過熱障的壯觀景象；飛船進入大氣層，首先從舷窗中看到煙霧，然後出現五彩繽紛的火焰，同時發出劈劈啪啪的聲音。這是飛船頭部的燒蝕材料在燃燒，它們犧牲了自己，把飛船內的溫度始終維持在常溫範圍，保護飛船平安返回地麵。作為燒蝕材料，要求氣化熱大，熱容量大，絕熱性好，向外界輻射熱量的功能強。燒蝕材料有多種，陶瓷是其中的佼佼者，而纖維補強陶瓷材料是最佳選擇。近年來，研製成功了許多具有高強度。高彈性模量的纖維，如碳纖維、硼纖維、碳化鋯纖維和氧化鋁纖維，用它們製成的碳化物、氨化物複合陶瓷是優異的燒蝕材料，成為航天飛行器的不破盔甲。