2026 年 4 月 8 日，国际顶级学术期刊《物理学报》刊发重磅成果：南方科技大学与清华大学联合团队在常压镍基氧化物超导领域取得突破性进展，成功创制多种常压下超导起始转变温度突破40K（零下 233℃）的新型材料体系，观测到零电阻与抗磁性双重特征。这一发现不仅突破传统超导理论 “麦克米兰极限”，更打破高压束缚，为常温超导的商业化落地开辟全新路径，标志着中国在全球超导竞赛中跻身领跑方阵。
🔬 技术突围：破解 “氧化与稳定” 两难，40K 门槛轻松跨越
超导材料因零电阻、完全抗磁特性，被视为能源、交通、量子科技领域的 “终极材料”，但长期以来存在两大痛点：要么需极端高压维持超导态，要么常压下超导温度远低于 40K 的 “麦克米兰极限”。镍基氧化物作为继铜基、铁基后的第三类高温超导体系，因高氧化态与结构稳定性的矛盾，常压下实现高温超导始终是世界性难题国际科技创新中心。
此次中国团队自主研发 “强氧化原子逐层外延”（GAE）技术 ，通过极端非平衡生长环境，实现原子级精准操控 —— 如同搭建 “原子积木”，在超强氧化氛围下，让薄膜同步完成结构构建与充分氧化，破解高氧化态与结构稳定的核心冲突。基于该技术，团队取得两大突破：一是将纯双层结构镍基薄膜的常压超导起始温度推升至63K，零电阻温度达37K，刷新世界纪录；二是人工设计原子堆叠序列，创制单层 - 双层（1212）、双层 - 三层（2323）等三种全新超结构材料，其中 1212 型起始转变温度达50K、2323 型达46K，均稳定突破 40K 极限。经电磁输运测量验证，这些材料均具备零电阻与完全抗磁性，确认常压高温超导特性。
🔬机理揭秘：锁定 “电子基因”，解开超导密码
突破材料制备的同时，团队同步揭示镍基超导的核心机理，为后续技术迭代提供理论支撑。通过角分辨光电子能谱（ARPES）系统对比不同结构材料，发现超导型材料（1212、2222、2323）在布里渊区顶角附近均存在γ 能带形成的费米口袋，而非超导型材料（1313）则无这一关键特征。这一发现首次建立原子堆叠构型、电子能带与超导电性的直接关联，识别出决定超导发生的 “电子基因”，从实验层面验证镍基高温超导的微观机制。
这一机理突破意义重大：既解释了常压下镍基氧化物实现高温超导的本质原因，又为后续定向设计更高温度、更稳定的超导材料提供明确方向，推动超导研究从 “试错探索” 迈向 “精准设计” 新阶段国际科技创新中心。 🚀 产业潜力：能源、量子、交通，三大赛道率先落地
常压镍基超导突破 40K 门槛，彻底摆脱高压设备依赖，大幅降低应用门槛，催生三大核心产业爆发点，重构能源与科技产业格局。
- 零损耗能源革命：重塑电网与储能
超导输电可实现零损耗电力传输，相比传统输电损耗约 10%，镍基超导材料在常压 40K 环境下可大幅降低制冷成本，推动特高压输电效率提升 30% 以上。同时，超导储能装置可实现毫秒级充放电，适配新能源发电的波动性需求，解决风电、光伏并网的核心痛点，助力 “双碳” 目标落地。
- 量子计算突破：打造高可靠量子芯片
超导量子计算需极低温度与稳定环境，常压镍基超导材料可在 40K 左右实现稳定超导，适配量子芯片的工作需求，且制备成本远低于传统低温超导材料。依托该材料，可研发更高性能的量子芯片，推动量子计算在密码破译、药物研发、气象预测等领域的商业化应用，加速量子科技从实验室走向产业。
- 低空与交通升级：支撑高速磁悬浮与无人机物流
超导磁悬浮列车可实现更高速度与稳定性，常压镍基超导材料降低制冷系统体积与能耗，推动磁悬浮列车在城市间普及，时速突破 600 公里。同时，超导电机可大幅提升无人机、eVTOL 低空飞行器的续航与动力性能，适配低空经济规模化发展需求，构建 “空天地” 一体化智能交通体系。
🌏 全球竞争：中国从跟跑到领跑，构建超导产业生态
此次突破让中国在常压镍基超导领域实现反超：此前全球常压镍基超导最佳成绩仅 40-50K，且零电阻温度极低；高压下虽能触及 80-96K，但高压工况无法规模化应用。中国团队不仅将常压超导起始温度推至 63K，更创制全新材料体系，掌握核心 GAE 技术专利，实现从材料制备到机理研究的全链条自主化。
目前，团队已完成百级样品试制，建立标准化制备流程，正联合产业链企业推进中试与产业化布局。政策层面，工信部、科技部将镍基超导纳入重点研发计划，支持中试线建设与应用场景落地；产学研协同加速技术转化，推动超导材料制备、制冷设备、应用终端全链条发展，构建全球领先的超导产业集群国际科技创新中心。
⚠️ 挑战与展望：从实验室到量产，仍需攻克三大难题
尽管常压镍基超导取得突破，但距离大规模商业化仍需突破三大瓶颈：一是材料成本控制，目前高纯镍基薄膜制备成本较高，需优化工艺降低原料与能耗成本；二是长期稳定性验证，常压下材料的超导性能随时间衰减规律需进一步观测，确保工业级长期稳定运行；三是制冷技术配套，40K 制冷系统需小型化、高效化，适配移动场景（如无人机、车载设备）应用。
🌟 结语：开启常压超导新时代，中国助力全球科技变革
常压镍基氧化物超导突破 40K，是中国科研团队在凝聚态物理领域的里程碑成果，更是全球常温超导研究的关键转折点。它打破高压束缚，解锁超导材料实用化的核心密码，为能源、量子、交通等领域提供全新解决方案。
未来，随着技术迭代与成本降低，常压镍基超导将逐步渗透到电力、医疗、航空航天等千行百业，推动全球能源转型与科技升级。中国以此次突破为起点，将持续深耕超导领域，构建全链条产业生态，助力人类迈入常压超导新时代，为全球科技变革贡献中国智慧与中国方案。
