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1月26日，中國科學院物理研究所正式發(fā)布《2025年度REBCO高溫超導帶材戰(zhàn)略研究報告》。這是國際首個聚焦高溫超導帶材發(fā)展的戰(zhàn)略研究報告，系統(tǒng)梳理了稀土鋇銅氧（REBCO）高溫超導帶材在全球范圍內的研發(fā)、產(chǎn)業(yè)化與應用現(xiàn)狀，并首次凝練提出了該領域面臨的“十大關鍵科學技術問題”，為實現(xiàn)高溫超導材料的大規(guī)模應用提供了清晰的路線圖。

超導材料具有零電阻和完全抗磁性等非凡特性，被視為21世紀極具戰(zhàn)略價值的前沿材料，在能源、交通、醫(yī)療、科研等多個關鍵領域有廣闊應用前景，是推動未來技術突破的重要基石。然而，傳統(tǒng)超導材料需要在極低的液氦溫度（-269℃）下工作，制冷成本高且依賴稀缺的氦資源。因此，過去幾十年里，超導技術的應用一直局限于大型科研裝置（如粒子加速器）和高端醫(yī)療設備（如核磁共振儀）等少數(shù)領域。

而以稀土鋇銅氧為代表的高溫超導材料的臨界溫度高于液氮溫度（-196℃），制冷成本大幅降低，同時在承載電流和抵抗磁場方面性能顯著提升，為更大規(guī)模應用奠定了基礎。自2006年實現(xiàn)商業(yè)化制備以來，稀土鋇銅氧高溫超導帶材在磁約束核聚變、高端醫(yī)療設備、大科學裝置及超導電力設備等多個領域展現(xiàn)出重要應用潛力。整體來看，其應用主要集中在兩大方向：電力系統(tǒng)與磁體系統(tǒng)。

在電力系統(tǒng)中，稀土鋇銅氧帶材可用于制造超導電纜和故障限流器。超導電纜能在液氮溫度下實現(xiàn)大電流、低損耗輸電，尤其適合城市電網(wǎng)升級改造；故障限流器能在電網(wǎng)短路時迅速限制電流，保障電網(wǎng)安全。當前技術重點在于繼續(xù)提高帶材的載流能力、保證長距離性能均勻、降低損耗并控制成本。

在磁體系統(tǒng)中，稀土鋇銅氧帶材憑借其強磁場下載流能力強的特點，可應用于核聚變裝置、高場磁共振成像、超導電機等重要設備。這些應用對材料的機械強度和穩(wěn)定性提出了很高要求。未來，隨著不同應用場景對材料性能的需求日益細化，發(fā)展“按需定制”的超導帶材將成為推動其規(guī)模化應用的關鍵。

盡管稀土鋇銅氧高溫超導帶材已進入商業(yè)化初期，但性能仍有很大提升空間。當前高溫超導帶材是由合金基帶、緩沖層、超導層和保護層組成的多層復合結構。未來發(fā)展的關鍵在于，系統(tǒng)推進材料、工藝與應用的協(xié)同創(chuàng)新，具體體現(xiàn)在：針對超導層，需優(yōu)化內部結構以增強其在磁場中的載流能力；圍繞基帶、緩沖層和保護層，要著力改善強度與韌性的平衡、結構傳導效率以及層間界面結合等問題；同時，必須發(fā)展可規(guī)模化、一致性高的制備工藝，實現(xiàn)帶材的低成本、批量穩(wěn)定生產(chǎn)，從而滿足各領域日益增長的規(guī)模化應用需求。

更重要的是，報告還首次系統(tǒng)凝練出阻礙稀土鋇銅氧帶材走向大規(guī)模應用的十大關鍵科學技術問題。這些問題貫穿基帶、緩沖層到超導功能層的整個材料體系，是連接基礎研究與工程應用的“樞紐”，攻克它們需要材料、物理、工程等多學科的深度協(xié)同。

中國科學院物理研究所所長方忠院士介紹，這十大關鍵問題源自對產(chǎn)業(yè)鏈從研發(fā)到應用的全鏈條深入調研。通過逐層剖析稀土鋇銅氧帶材的結構，找出每一層材料的性能瓶頸與層間匹配難點；同時對照核聚變、超導電網(wǎng)等國家重大需求，分析現(xiàn)有材料與實際應用之間的差距，從而明確了從“能用”到“好用”所需攻克的具體方向。