新材料 葡萄酒促进超导？日本物质及材料研究机构郑重发布的原因

    日本物质及材料研究机构（以下简称物材研）和科学技术振兴机构于2010年7月27日发布了题为“酒类引起的铁类超导”的新闻发布资料。一时间各大报纸纷纷报道，在网络上也成了热门话题。

　　7月28日《日本经济新闻》介绍的物材研等的发表要点如下。“放到红葡萄酒中煮一昼夜之后，就会形成电阻为零的超导物质——日本物质及材料研究机构和科学技术振兴机会于27日宣布，在铁等的化合物中发现了这一不可思议的现象。白葡萄酒、啤酒、日本清酒、烧酒及威士忌也有同样的效果，但红葡萄酒更容易形成超导现象。表现出这一现象的是铁、碲、硫磺的化合物，原本不具有超导物质的特性。但在浸入酒中，以大约摄氏70度加热24小时后，在绝对温度约为8度（8K或-265℃）的条件下便可形成超导状态。”

效果因酒的种类而异

　　在最尖端的超导研究中，将葡萄酒及啤酒等与超导联系起来这种“错位”受到关注。恐怕读者都有这样的疑问：“让人感觉难以置信，如果真是那样的话，也应该在进一步掌握了更详细的情况之后才发布”。对此，笔者也深有同感，于是直接找到物材研的研究人员作了采访。

　　报道中还说：“超导状态的效果在不同酒精度数下没什么不同，而酒的种类不同的话，就会出现差异。与水和酒精的混合溶液相比，红葡萄酒的效果高出近7倍。其次是白葡萄酒、啤酒等。因此认为水和酒精以外的成分为重要致因物质，正在进行分析研究。”

超导研究的最前沿

　　在谈论相关话题之前，先来简单回顾一下超导研究的背景。虽然在1986年发现高温超导后已过了24年，但高温超导的机制实际上仍未查明。要想将超导用于工业领域，必须要有能够在室温或者十分接近室温的温度下出现超导现象的材料，但这一温度（转移温度，Tc）目前还很低，只有－140℃左右。由于理论（指导原理）尚未研究清楚，因此很难展开寻找新材料的研究。

　　尽管如此，最近仍有研究人员在多种类别不同的材料中发现了超导体。虽然Tc都很低，但材料类别的不同有助于查明超导的机制，因此是非常重要的研究。此次，物材研超导材料中心纳米前沿材料小组的高野义彦等研究的材料，是2008年东京工业大学的研究小组发现的铁类超导体的衍生物质。铁类超导体大多具有由FeAs、FeP、FeSe等构成的二维结构。物材研将结晶结构类似，但因是反铁磁体而通常不会表现出超导性的FeTe作为了研究对象。在迄今的研究中，已利用向FeTe注入S的FeTe1-xSx，成功表现出了超导性（制备方法采用熔融法）。

　　不过，该FeTe1-xSx利用其他方法（固相反应法）制备时，却不会表现出超导性。这一特性适于进行在何种原因下会表现出超导性，而在何种原因下又不会表现出超导性的研究。此次用葡萄酒煮的就是这一材料。

注入氧

　　要想把可能形成导超的候选物质（绝缘体）制成超导体，必须以某种方法来注入载流子（电子及空穴）。通常的做法是利用高温使氧扩散。不过，以往用固相反应法制成的FeTe1-xSx，即使施以200℃的氧退火，也未形成超导。而不可思议的是，长期暴露于空气中的FeTe1-xSx却在不知不觉中变成了超导体（当然，是在极低温条件下）。

　　因此，高野认为也许可以通过低温化学反应向FeTe1-xSx注入载流子。于是，按照受OH影响这一设想，将该材料浸入了纯水及酒精溶液中，并通过加温使反应加快，但效果不太明显。

正当这时，在物材研为发现铁类超导体的东京工业大学研究员神原阳一（现为庆应义塾大学理工学部专职讲师）举行的招待会上，偶然有人提起了“如果有机会将试料泡到酒里的话”这一话题。当然，这无疑带有半开玩笑的成分，不过“真的尝试后，却得到了令人吃惊的结果”（高野）。

　　可是，该研究的最大谜团却是精酒浓度与超导性完全没有关系。这样的话，原因肯定出在葡萄酒中含有的精酒以外的成分上，但要找出这一成分，估计是很棘手的难题。

　　物材研超导材料研究中心负责人熊仓浩明表示：“此次之所以在目前的这个阶段进行发表，原因是1）再现性非常高，可以断定的确发生了起导现象；2）要找出致因物质，今后还要花很长的时间。”

　　葡萄酒中的哪种成分发生了什么化学反应，目前还不得而知。而且，是否真是如此，严格意义上说也尚不清楚。高野表示：“FeTe1-xSx的试料是层状化合物，因此，即使在低温下，氧原子也可能会向各层之间扩散。也许葡萄酒中的成分产生了某种影响”。

　　高野等预定在8月1日于美国开幕的超导国际会议“ACS2010”上发表此项研究的内容。届时，海外的研究人员及媒体究竟会有什么反应呢？