科学家发现，压缩的钛和硫纳米带可以在不损失能量的情况下传输电力

根据发表在《纳米快报》杂志上的一项研究，钛和硫的纳米带在压缩时会发生巨大的性能变化，变成能够在不损失能量的情况下导电的材料

作者们是在努力寻找能够在不损失能量的情况下传输电力的新材料的过程中发现这一发现的，这是一个长期困扰科学界的热门话题

沙迦大学应用物理和天文系副教授Mahmoud Rabie Abdel Hafez表示：“我们的研究重点是一种很有前景的材料：TiS3纳米带，这是一种由钛和硫制成的微小带状结构。在其自然状态下，TiS3纳米带充当绝缘体，这意味着它们不能很好地导电。”

“然而，我们发现，通过对这些纳米带施加压力，我们可以显著改变它们的电学性质，”该研究的主要作者Abdel Hafez补充道

科学家们将TiS3暴露在逐渐的压力下。随着压力的增加，他们发现TiS3系统首次经历了一系列转变，从绝缘体转变为金属和超导体

TiS3材料被认为是良好的绝缘体，但这是科学家首次发现在压力下它们可以起到超导体的作用，为超导材料的发展铺平了道路

Abdel Hafez说：“超导体很特别，因为它们可以以零能量损耗导电，这对技术应用非常有价值。”。“[但是]想象一个世界，在这个世界上，电力可以在不浪费任何能量作为热量的情况下传输。这将彻底改变我们的用电和配电方式，使从电网到电子设备的一切都更加高效。”

正是这种潜力被作者吹捧为一种突破：TiS3有潜力转化为在传输电力时不会产生浪费的材料。通过仔细控制施加在这些材料上的压力，作者确定了它们从一种状态变化到另一种状态的确切点

Abdel Hafez指出：“这一点意义重大，因为了解这些转变有助于我们学习如何以类似的方式操纵其他材料，使我们更接近于发现或设计能够在更高温度和更实际条件下运行的新型超导体。”

研究表明，TiS3在适当的条件下有可能成为这种材料。通过逐渐增加对所研究材料的压力，作者观察到它们从绝缘体（不良导体）转变为金属（良导体），最后转变为超导体（没有能量损失的完美导体）

发现TiS3材料在压力下可以成为超导体，肯定有助于科学家更多地了解超导所需的条件。作者认为，这些知识对于开发可能在更高、更实用的温度下成为超导体的新材料至关重要

“这项研究不仅增强了我们对超导性的理解，还展示了国际合作在取得突破性科学成果方面的力量，”瑞典乌普萨拉大学物理学和天文学教授、合著者肯定道

该项目是沙迦大学研究开发能够在不损失能量的情况下传输电力的材料的一部分，为压力如何改变TiS3纳米带的电学特性提供了新的见解

这项研究是瑞典、中国和俄罗斯科学家共同参与的。Abdel Hafez说：“这一进步不仅突破了材料科学的界限，而且有望在包括能源传输和电子设备在内的各个领域获得突破性应用。”

关于进行这项研究所采用的方法，作者写道，他们追求“实验和理论方法，以全面探索准一维（Q1D）半导体TiS3在不同温度范围内的电子特性的高压行为。

”通过高压下的高压电阻和磁测量，我们揭示了TiS3内一系列独特的相变，包括从环境压力下的绝缘状态到70GPa以上的初始超导状态的转变。“

根据Abdel Hafez的说法，这项研究为寻找新的超导体铺平了道路，他将这项探索比作“寻找材料科学的圣杯，因为这些材料可以在没有任何能量损失的情况下导电。这一点至关重要，因为它可以带来令人难以置信的高效电力传输和众多技术进步。“

然而，作者们指出，还需要更多的研究来了解这些超导体是如何工作的以及它们背后的理论，这些话题在文献中仍有激烈的争论。”在我们关于TiS3材料的研究论文中，我们发现我们可以显着改变它们的电学性质

Abdel Hafez说：“这些材料有可能通过使电力在没有任何能量损失的情况下传导而彻底改变电力传输。此外，它们还可以推进医疗成像、电子设备和磁悬浮列车等运输系统的技术。”

作者对他们的研究结果的影响持乐观态度。他们指出，“我们的发现提供了令人信服的证据，证明在~2.9 K的低温下的超导性是TiS3的一个基本特征，为TiS3有趣的高压电子特性提供了新的线索。”