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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，全面梳理了稀土鋇銅氧（REBCO）高溫超導帶材在全球范圍內(nèi)的研發(fā)、產(chǎn)業(yè)化與應(yīng)用現(xiàn)狀，并首次凝練提出了該領(lǐng)域亟待解決的“十大關(guān)鍵科學技術(shù)問題”，為推動高溫超導材料實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用提供了清晰路線圖。

超導材料具有零電阻和完全抗磁性的獨特性質(zhì)，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、科研等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊應(yīng)用前景，是支撐未來科技突破與產(chǎn)業(yè)升級的重要基石。

然而，傳統(tǒng)超導材料通常需要在極低的液氦溫度（-269℃）下工作，制冷成本高昂且依賴稀缺的氦資源，這限制了其大規(guī)模應(yīng)用。過去幾十年里，該材料的應(yīng)用局限于大型科研裝置和高端醫(yī)療設(shè)備等少數(shù)領(lǐng)域。REBCO高溫超導材料的出現(xiàn)改變了這一局面。該材料的臨界溫度高于液氮溫區(qū)（-196℃），制冷成本顯著降低，同時在高磁場下仍能保持優(yōu)異的電流承載能力，為實現(xiàn)更廣泛的實際應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

報告顯示，2006年實現(xiàn)商業(yè)化制備以來，REBCO高溫超導帶材已在磁約束核聚變、高端醫(yī)療成像、大型科研裝置及超導電力設(shè)備等多個重要領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力。整體看，REBCO帶材的應(yīng)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，REBCO帶材主要用于超導電纜和以故障限流器為代表的超導電力裝備。超導電纜能在液氮溫區(qū)實現(xiàn)大容量、低損耗輸電，特別適用于城市電網(wǎng)升級與擴容；故障限流器則可迅速抑制電網(wǎng)短路電流，提升電網(wǎng)安全性與穩(wěn)定性。

在磁體系統(tǒng)中，REBCO帶材基于其強磁場下載流能力強的優(yōu)勢，可應(yīng)用于核聚變裝置、高場磁共振成像、超導電機等高端裝備。這類應(yīng)用對材料的機械強度、疲勞特性及運行穩(wěn)定性提出了極高要求。

盡管REBCO帶材已步入商業(yè)化初期，但其整體性能仍有很大提升空間。該材料是一種由合金基帶、緩沖層、超導層和穩(wěn)定層組成的多層復合結(jié)構(gòu)，未來發(fā)展需系統(tǒng)推進材料、工藝與應(yīng)用的協(xié)同創(chuàng)新。

“具體而言，針對超導層，需優(yōu)化內(nèi)部結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)傳導效率以及層間界面結(jié)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(lǐng)域日益增長的規(guī)模化應(yīng)用需求。”中國科學院物理研究所副所長程金光說。

值得關(guān)注的是，報告還首次系統(tǒng)凝練出阻礙REBCO帶材走向大規(guī)模應(yīng)用的十大關(guān)鍵科學技術(shù)問題。“這十大關(guān)鍵問題源自我們對從研發(fā)到應(yīng)用的全鏈條深入調(diào)研。我們通過逐層剖析REBCO帶材的結(jié)構(gòu)，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(yīng)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。”中國科學院物理研究所所長方忠院士說。

“這份報告的發(fā)布，為中國高溫超導領(lǐng)域明確了關(guān)鍵攻關(guān)方向與實施路徑。”程金光說，“我們希望通過揭示這些核心科學技術(shù)問題，匯聚各界創(chuàng)新力量，協(xié)同突破，推動我國在高溫超導領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)從跟隨到并行，最終邁向引領(lǐng)的跨越。”

（原載于《科技日報》?2026-01-27?02版）