新材料
葡萄酒促進超導？日本物質及材料研究機構鄭重發佈的原因2010/07/30 00:00
日本物質及材料研究機構（以下簡稱物材研）和科學技術振興機構于2010年7月27日發佈了題為“酒類引起的鐵類超導”的新聞發佈資料。一時間各大報紙紛紛報導，在網路上也成了熱門話題。
7月28日《日本經濟新聞》介紹的物材研等的發表要點如下。“放到紅葡萄酒中煮一晝夜之後，就會形成電阻為零的超導物質——日本物質及材料研究機構和科學技術振興機會于27日宣佈，在鐵等的化合物中發現了這一不可思議的現象。白葡萄酒、啤
酒、日本清酒、燒酒及威士忌也有同樣的效果，但紅葡萄酒更容易形成超導現象。表現出這一現象的是鐵、碲、硫磺的化合物，原本不具有超導物質的特性。但在浸入酒中，以大約攝氏70度加熱24小時後，在絕對溫度約為8度（8K或-265℃）的條件下便可形成超導狀態。”
效果因酒的種類而異報導中還說：“超導狀態的效果在不同酒精度數下沒什麼不同，而酒的種類不同的話，就會出現差異。與水和酒精的混合溶液相比，紅葡萄酒的效果高出近7倍。其次是白葡萄酒、啤酒等。因此認為水和酒精以外的成分為重要致因物質，正在進行分析研究。”
在最尖端的超導研究中，將葡萄酒及啤酒等與超導聯繫起來這種“錯位”受到關注。恐怕讀者都有這樣的疑問：“讓人感覺難以置信，如果真是那樣的話，也應該在進一步掌握了更詳細的情況之後才發佈”。對此，筆者也深有同感，於是直接找到物材研的研究人員作了採訪。
超導研究的最前沿在談論相關話題之前，先來簡單回顧一下超導研究的背景。雖然在1986年發現高溫超導後已過了24年，但高溫超導的機制實際上仍未查明。要想將超導用於工業領域，必須要有能夠在室溫或者十分接近室溫的溫度下出現超導現象的材料，但這一溫
度（轉移溫度，Tc）目前還很低，只有－140℃左右。由於理論（指導原理）尚未研究清楚，因此很難展開尋找新材料的研究。
儘管如此，最近仍有研究人員在多種類別不同的材料中發現了超導體。雖然Tc都很低，但材料類別的不同有助於查明超導的機制，因此是非常重要的研究。此次，物材研超導材料中心奈米前沿材料小組的高野義彥等研究的材料，是2008年東京工業大
學的研究小組發現的鐵類超導體的衍生物質。鐵類超導體大多具有由FeAs、FeP、FeSe等構成的2D結構。物材研將結晶結構類似，但因是反鐵磁體而通常不會表現出超導性的FeTe作為了研究對象。在迄今的研究中，已利用向FeTe注入S的FeTe1-xSx，成功表現出了超導性（製備方法採用熔融法）。
不過，該FeTe1-xSx利用其他方法（固相反應法）製備時，卻不會表現出超導性。這一特性適於進行在何種原因下會表現出超導性，而在何種原因下又不會表現出超導性的研究。此次用葡萄酒煮的就是這一材料。
注入氧要想把可能形成導超的候選物質（絕緣體）製成超導體，必須以某種方法來注入載流子（電子及空穴）。通常的做法是利用高溫使氧擴散。不過，以往用固相反應法製成的FeTe1-xSx，即使施以200℃的氧退火，也未形成超導。而不可思議的是，長期暴露于空氣中的FeTe1-xSx卻在不知不覺中變成了超導體（當然，是在極低溫條件下）。
因此，高野認為也許可以通過低溫化學反應向FeTe1-xSx注入載流子。於是，按照受OH影響這一設想，將該材料浸入了純水及酒精溶液中，並通過加溫使反應加快，但效果不太明顯。
意外做法帶來的意外之喜正當這時，在物材研為發現鐵類超導體的東京工業大學研究員神原陽一（現為慶應義塾大學理工學部專職講師）舉行的招待會上，偶然有人提起了“如果有機會將試料泡到酒裏的話”這一話題。當然，這無疑帶有半開玩笑的成分，不過“真的嘗試後，卻得到了令人吃驚的結果”（高野）。
可是，該研究的最大謎團卻是精酒濃度與超導性完全沒有關係。這樣的話，原因肯定出在葡萄酒中含有的精酒以外的成分上，但要找出這一成分，估計是很棘手的難題。
物材研超導材料研究中心負責人熊倉浩明表示：“此次之所以在目前的這個階段進行發表，原因是1）再現性非常高，可以斷定的確發生了起導現象；2）要找出致因物質，今後還要花很長的時間。”
葡萄酒中的哪種成分發生了什麼化學反應，目前還不得而知。而且，是否真是如此，嚴格意義上說也尚不清楚。高野表示：“FeTe1-xSx的試料是層狀化合物，因此，即使在低溫下，氧原子也可能會向各層之間擴散。也許葡萄酒中的成分產生了某種影響”。
高野等預定在8月1日于美國開幕的超導國際會議“ACS2010”上發表此項研究的內容。屆時，海外的研究人員及媒體究竟會有什麼反應呢？（記者：田島 進）
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