科學家們成功地利用材料信息學（MI）方法（基于數據科學的材料搜索技術）發現了在高壓下表現出超導性的新材料。該研究通過實驗證明，MI能夠有效地探索新的超導材料。MI方法可適用于各種功能材料的開發，包括超導體。

超導體探索過程概念圖：從數據庫中選擇候選材料，并計算它們在高壓下的超導特性。圖片來源：日本國立材料研究所

    日本國立材料研究所（NIMS）與愛媛大學組成的研發小組成功地利用材料信息學（MI）方法（基于數據科學的材料搜索技術），發現了在高壓狀態下表現出超導性的新材料。該研究通過實驗證明，運用材料信息學不僅可以高效地發現新型超導材料，還有望用于各種功能材料的開發。

    超導材料可以實現在沒有能量損失下的長距離超導輸電任務，這被認為是解決環境和能源問題的關鍵。以前，研究人員一直根據論文中記載的晶體結構和原子價數等信息，憑經驗和直覺探索新型超導等其他功能材料。然而這種方法非常困難，既浪費時間又浪費金錢，需要全面合成所有相關材料。因此，急需一種方法能夠更有效地探索開發具有目標性質的新材料。

    該聯合研究團隊充分利用AtomWork數據庫，檢索了超過100,000條無機晶體結構數據，選擇出約1,500個候選材料組，然后通過計算這些物質的電子態，確定了27種有望實現超導特性的材料。最后從這27種材料中選擇了兩種相對容易合成地材料：SnBi2Se4和PbBi2Te4。

    該團隊合成了這兩種材料并使用電阻率測量裝置確認它們在高壓下表現出超導性。該團隊還發現，這些材料的超導轉變溫度隨著壓力的增加而增加。這種基于數據科學的方法與傳統方法完全不同，它能夠識別并有效且精確地開發出超導材料。

    實驗表明，此次研究中發現的兩種材料不僅具有超導特性，還具有極好的熱電性能。利用該研究方法，還有望開發超導以外的各種功能性材料。接下來，研究人員還將繼續探索新型功能材料（如室溫超導材料），并拓展對象范圍，導入更加精準地參數以得到令人滿意地性能。

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責任編輯：殷鵬飛

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