浙大教授在超导石墨烯纤维研究取得新进展

石墨烯纤维是由石墨烯有序堆叠排列而成的新型碳纤维，具有优异的电/热传输特性。浙江大学高分子科学与工程系高昊教授课题组围绕石墨烯纤维的高性能和多功能这一关键问题，取得了一系列突破性的研究成果，先后实现了高强度、高模量石墨烯纤维和电导率与金属相当的高电导率石墨烯纤维。研究结果今天发表在国际著名期刊《美国化学学会纳米》上。

记者了解到，导电材料的导电极限是超导性，即导体电阻为零。能否开发出具有超导性能的石墨烯纤维来实现电流的无损传输，是高昊教授的研究团队一直试图解决的研究方向。在前期工作的基础上，课题组通过气相插层反应制备了金属钙插层的石墨烯纤维，并测试了电导率与温度的关系。发现当温度降低到11 K时，钙插层石墨烯纤维的电阻急剧下降，表现出超导体的性质。当温度达到4 K时，电阻为零。

此外，磁性表征也证实了钙插层石墨烯纤维的超导电性。磁性钙插层石墨烯纤维是第一种宏观碳超导纤维，其超导转变温度为11 K，相当于商用NbTi超导导线。随着制备工艺的改进，超导转变区间将进一步缩小，超导转变温度将进一步提高。这种新型轻质超导光纤在低温物理、医学磁共振成像、超导量子干涉、未来电力传输、航空航天等领域具有广阔的应用前景。

论文的第一作者是博士生刘英俊。这项研究成果是由教授的研究小组与中国科学院物理研究所的薛勉琪和陈根福研究员合作完成的，并得到了国家自然科学基金的资助。