超导材料解决了人类的哪个大问题？
超导材料问世以来，解决这一问题的希望很大。超导材料是如何被发现的？是1911年。许多科学家发现，金属的电阻与其温度条件有很大关系。温度高时，其电阻增大，温度低时，其电阻减小。总结出金属电阻与温度关系的理论公式。这时，荷兰物理学家阿尼斯用水银做实验，检验这个理论公式是否正确。当他将水银冷却到-40℃时，闪闪发光的液态水银变成了类似“冰点”的固体。然后他把水银拉成细丝，继续降低温度。同时测量了固体汞在不同温度下的电阻。当温度下降到4K时，一个奇怪的现象发生了，水银的电阻突然变为零。一开始，他不相信这个结果，于是他试了一次又一次，但都是一样的。这一发现在全世界物理学界引起了轰动。后来科学家把这种现象称为超导，电阻等于零的材料称为超导材料，发生超导的温度称为超导材料的“临界温度”。
阿尼斯和许多科学家后来发现了28种超导元素和8000多种超导复合材料。而超导的临界温度大多在绝对零度附近，没有经济价值，因为这种极低的温度本身制造起来就非常昂贵和困难。
为了找到临界温度高且无电阻的材料，世界上无数科学家奋斗了近60年，毫无进展。直到1973，英美的一些科学家才发现了一种在23K具有超导性的铌锗合金。此后，这个记录一直保持了10多年。
1986年，在瑞士国际商业公司实验室工作的贝瑟诺德和缪勒吸取他人多次失败的教训，放弃了在金属和合金中寻找超导材料的旧想法，解放思想，最终发现一种镧铜钡氧陶瓷氧化物材料在43K的较高温度下出现超导现象。这是一个了不起的成就，所以两人都获得了65438到0987年的诺贝尔物理学奖。
此后，美籍华人学者朱经武和中国物理学家赵忠贤先后在1987中发现了78.5K和98K超导的钇钡铜氧高温超导材料。很快发现Bi-Sr-Ca-O-Cu高温超导合金在110K的温度下是超导的。后来铊钡钙铜氧合金的超导温度更接近室温，达到120K K，这样超导材料就可以在液氮中工作了。这可以说是20世纪科学技术的重大突破，是超导技术发展史上新的里程碑。
时至今日，对高温超导材料的研究仍方兴未艾。1991年，美国和日本的科学家发现球形碳分子C-60掺杂钾、铯、钕等元素后也具有超导性。有科学家预测，球形碳分子C-60在掺杂金属后，未来可能在室温下具有超导性。届时，超导材料可能会像半导体材料一样，在世界范围内引起一场工业和技术革命。
超导材料应用的社会效益和经济效益将首先表现在大功率远距离输电上。我们之前提到过，目前世界上由于线路电阻造成的用电量仅占世界总发电量的20%左右。如果新型输电导线采用超导材料，将节省大量电能损耗，对社会经济发展起到非常巨大的推动作用。
利用超导线圈储存能量是超导材料的另一个重要功能。据专家估算，超导线圈的储能效果是普通水冷铜线线圈的100 ~ 1000倍，而且超导线圈本身没有功率损耗，只需要消耗一定的制冷功率。在这方面，一位美国科学家已经实验成功。这个实验给了人们很大的启示:在日常生活中，人们总是在白天和晚上用的电最多，而在晚上，用的电较少。如果有一个大的权力“仓库”，把多余的权力及时储存起来，在急需的时候释放出来，那就太好了！
所以，科学家们提出了超导线圈储能的想法——
在地下深处，挖一个直径超过100米、三层的坑，坑内装有超低温液氦，将超导金属制成的线圈浸入其中，制成超导储能装置。如果平时有多余的电，可以储存在超导线圈里，需要的时候可以随时使用。因为它没有失去抵抗力，所以可以保存很久。科学家估计，到那个时候，世界上将会出现可以储存1亿千瓦时电能的超导设备，人们将不再担心用电不平衡的问题。
超导材料的另一个非常有前途的用途是制造磁悬浮列车。为什么超导材料如此强大，可以浮起几十吨或者几百吨的火车？其实道理很简单。玩过磁铁的人一定很容易理解这一点。当一块磁铁的北极(或南极)靠近另一块磁铁的南极(或北极)时，它们会立即被吸引在一起。但是如果一个磁铁的北极靠近另一个磁铁的北极，它们就永远不会聚在一起。就算用力挤在一起，一松手也会分开。这是因为它们之间存在排斥力。磁悬浮列车是利用磁铁同性相斥的原理制造的。
但是磁悬浮列车上的磁铁不是普通的磁块(也就是永磁体)，而是电磁铁。电磁铁外面有一个用金属丝制成的线圈。当电流通过线圈时，铁会产生磁力。一旦切断线圈中的电源，铁就会立即失去磁力。
电磁铁的线圈有两种，一种是普通铜线做的，一种是超导导线做的。如果要让几十吨或者几百吨的火车悬浮起来，电磁铁之间的排斥力至少要有几十吨或者几百吨。电磁铁之间的斥力与通过电磁线圈的电流直接相关，也就是说，只有大电流才能产生大磁力。
但是普通铜线是有电阻的。电流大的时候铜线会发热，电流过大可能会烧线。因此，通过铜导体的电流是有限的。比如直径为1 mm的铜导线，只能通过6安培左右，否则会过热烧坏。
为了使铜导线通过更多的电流，需要加大导线直径，增加冷却设备，这样会增加磁悬浮列车本身的重量，不利于提高列车的运行速度。怎样才能减轻磁悬浮列车本身的重量，使电磁铁产生巨大的磁力？这似乎是一个无法克服的困难。但是自从超导材料出现后，就有希望克服这个困难。
因为超导材料没有电阻，所以通过多少电流都不会产生焦耳热，也不会有电阻造成的损耗。因此，世界上许多国家都在争相研发超导磁悬浮列车。超导磁悬浮列车的时速可以达到550公里，和普通民用飞机的速度差不多，因为不接触铁轨，没有摩擦力，只有空气产生的阻力。如果磁悬浮列车在真空隧道中运行，时速可达1600公里，比超音速飞机还快。但是建造这种隧道非常困难，所以不容易实现。