更温暖的超导巴克球

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超导体的奇妙之处在于它们能够无损耗地传输电力。例如，一个超导环理论上可以无限期地维持环形电流。然而，问题在于大多数超导材料只有在超低温下才能工作：传统的超导体必须冷却到接近绝对零度几度的范围内，即使是所谓的高温超导体——用铜和氧制成的陶瓷——也需要达到液氮的温度，即零下196摄氏度，才能开始工作。但是，碳足球状分子，称为巴克敏斯特富勒烯，或简称巴克球，为更高温度的超导体带来了新的希望：贝尔实验室的科学家在今天出版的《自然》杂志上报告说，有可能制造出在实用温度下具有超导性的巴克敏斯特富勒烯。

在 1990 年代初期，科学家们发现如何通过用金属原子掺杂巴克球使其具有超导性。 捕获在巴克球碳球内部的金属会释放出携带电流的自由电子。 但是这些金属掺杂的巴克球变成超导体的最高温度约为零下 255 摄氏度。 现在，伯特伦·巴特洛格和他的同事们将这个阈值提高了 40 度——仅仅是通过以不同的方式掺杂巴克球。 他们没有用金属掺杂剂添加电子，而是通过将“空穴”注入 C₆₀ 分子（含有 60 个碳原子的巴克球（见图片））来移除电子。 空穴也携带电流，并且作用很像电子，只是它们带有正电荷。 当科学家们在每个 C₆₀ 分子中添加大约三个空穴时，巴克球在零下 221 摄氏度时变成了超导体。 他们怀疑他们可以将温度提高得更高——甚至可能远高于液氮的温度——通过使用一些惰性掺杂剂来将单个巴克球推得更远。