自然界的低溫,對人類有害;然而,人工低溫卻可以創造出奇跡,造福于人類。
19世紀的俄羅斯,一個冬季的一天,氣溫驟然下降到零下33攝氏度,士兵急需棉大衣。當彼得堡軍需倉庫被打開大門后,管理員發現大衣上的錫制鈕扣全都不見了,只是在釘鈕扣的地方留有一些灰色的粉末。管理員因這件事險些被殺頭。后來是科學家解開了這個謎:金屬錫在零下32攝氏度開始患“錫疫”,變為松散的粉末,是低溫搞的鬼。
科學家通過實驗發現,在極低的溫度下,物質的性質就會發生奇異的變化。超低溫技術,在人們的日常生活中已廣泛使用,比如醫療、材料學、航天等領域。超低溫可以使人“起死回生”。美國的一所醫療研究機構,進行冷卻生命的實驗,讓患有絕癥生命垂危的患者,安息在特制的低溫密封艙中,經過零下196攝氏度急速降溫,人雖然死了,但細胞不會被凍壞。
當醫學技術發展到可以治愈這種病癥時,再將人體慢慢解凍,人就可以“復活”治愈病癥,從而“死而復生”。
低溫可以使金屬變得松脆不結實,危害很大,然而這種冷脆現象也可以造福于人類。對那些布置在戰場上的地雷,探雷器雖然可以探出來,但是進行排雷卻很危險。如果將超低溫的液態空氣灑到地雷上,使地雷的彈簧失去彈性,然后就可以輕而易舉地將地雷取出來,再也不用擔心它會爆炸了。
舊鋼鐵在回爐時,粉碎機很難將大部件粉碎冶煉。然而,利用低溫技術,先使金屬變得冷脆,這樣不僅能迅速粉碎,而且還可以控制顆粒的大小。這種新技術,不僅可以節省能源,而且還可以避免“熱切割”中的金屬氧化現象,減少了金屬的損耗,從而降低了冶煉成本。
低溫是沒有電阻的最佳導體——“超導體”“催生婆”。再好的金屬導體,也會排斥電流在其上面流動,這就是人們所說的“電阻”。電阻越大,電流在線路上損耗就越多。因此,科學家一直在尋找超導體。一次,科學家在低溫實驗中,卻意外地發現了“超導體”。
1911年,荷蘭物理學家開麥林·昂內斯在做實驗,當他將水銀冷卻到零下40攝氏度時,亮晶晶的水銀竟然成了“冰塊兒”,變成了固體。隨后,他將固體水銀拉成細絲,并繼續降低溫度,同時測量不同溫度下水銀的電阻。當他把溫度降低到零下269攝氏度時,水銀凍得比鋼釘還硬,更令人意想不到的是,水銀的電阻突然變成了零。
科學家根據理論計算,物質的絕對零度為零下273.16攝氏度。而超導材料大多要接近這個溫度,因此較難獲得,實用價值不大。
通過科學家的不斷努力,超導材料誕生的溫度一直在提高。
美籍華裔科學家朱經武,我國物理學家趙忠賢,于1987年相繼發現了電阻為零的釔鋇銅氧系高溫超導材料。隨后,我國科學家又發現了在零下196攝氏度的液氮中就能工作的高溫超導材料。這可以說是20世紀科學技術上的重大突破。因此,磁懸浮列車所采用的超導電磁鐵,已經比較經濟實用了。