1986 年,瑞士的贝德诺尔茨和米勒发表了一篇文章,提出在一种氧化物系统里可能存在临界温度 35 K 以上的超导现象。后经多国科学家的努力,超导临界温度很快被提高到 90 K 。高温超导电性不仅对 BCS 理论提出挑战(超过 BCS 理论可以解释的最高临界温度),也推动了对多体理论(包括高温超导理论)的研究。
2008 年,日本细野秀雄小组首先报道了在 LaFeAsO 体系(一种铁基材料)中发现了温度 26 K 下的超导现象。大家之前都认为,铁对超导是不利的,这种晶体结构体系我国之前也开展过研究,但由于思想不够开放,我们合成新材料时用铜而不敢用铁。这则报道刚一出来就引起了中国科学家的重视,认为铁基超导是一个重大的突破。很快,中国科学家就把超导临界温度提高到 43 K 、52 K 、55 K ,而且发现了一些新的铁基超导体。当时,美国《科学》杂志有一篇评论,标题叫《“新超导体的发现”把中国科学家推向最前沿》。
核磁共振成像现在是医学检查中一个非常重要的手段,它是确定分子结构和组织成像的有效手段之一。医院常用的 3 T(特斯拉,磁感应强度单位)或者 1.5 T 的核磁共振成像,所用到的磁体都是超导的。超导磁体不但磁场强度高,而且磁场非常稳定,这保证了成像的清晰度。超导磁共振成像是超导最主要的商业应用之一。近些年来,人们又开始研究更高磁场的核磁共振成像系统,以获得更高的分辨率和更好地对微量元素成像。目前已有 7 T 的产品出现,更高磁场的 9.4 T 系统已经建成、11.75 T 的系统即将建成。核磁共振成像现在可以实现对大脑中血管的三维成像。使用高温超导射频探测线圈与使用铜质射频探测线圈相比,在低场情况下显示出的成像效果更清晰。
探索新的高临界温度超导体似乎是个永恒的课题。对于高温超导体家族的特性研究可以让我们归纳出一些规律,这有助于我们寻找新的非常规超导体。另外我们要努力探索更适于应用的超导体,包括实用超导材料的新工艺。铁基超导体的发现是个极大的推动,不仅使科学家发现了第二个高温超导的家族,而且对人类而言还是一次思想的解放。从应用角度考虑,虽然它的临界温度还低于铜氧化合物,但相干长度稍大些。超高的临界磁场及相对容易加工的特点使其在超强磁体方面有很好的应用前景。另外,在现在的铁基系列内还有很多发现机会,甚至铜基里面也仍有很多机会,比如可以在铜氧化物中挖掘更适合在 110 K 以下应用的超导体。这种超导体用处会很大,因为液态天然气的温度容易降至 110 K 以下,这使得超导的应用成本更低、应用场景更广,而且还有可能在使用超导输电的同时输送液化天然气;在太空中,背着太阳一面的地方温度在 110 K 以下,空间应用也有潜力。