未来科技三连问：为什么超导体要求低温环境？为什么生物柴油在中国产量不高 ...

roy899

11月12日，“我是科学家”举办了第42期演讲活动“年度盛典·未来进行时”，五位来自各个领域的专家，就未来科技发展领域进行了精彩的演讲。我们挑选了问答环节的三个有趣提问进行分享，希望也能解答你的疑惑。

" |' q. q8 z7 Y
% j8 i- v. `  c* _: @9 Q
* x" s7 j7 c7 T8 H9 X4 U
+ y' R' }/ u( h  y) b$ q


观众问


为什么超导体要求温度这么低？

8 s( ?+ P4 q0 [4 _8 u

罗会仟答
/ z5 p  Y% U! k6 }* A2 N- X

- m+ V$ n+ b: U7 I4 v为了让超导体达到超导状态，我们需要把它泡到一个很低温的液氮里，甚至要用更低温的液氦。为什么要用很低的温度，才能达到超导呢？因为要抵抗热，热其实就是原子有振动。
3 h; h9 D2 [* C9 n' W
0 z$ I4 q! N; |3 A+ X1 N
1 b* n$ }5 P, U* j- \% L% R
$ v1 S. H0 I1 O) u% w$ h

热，其实就是原子有振动 | Pixabay

' c$ h+ a& ]% [" R2 l2 x

4 J. r! e( g: W/ k! n大家可以想象一下，电子很小，只有原子的千分之一，如果原子杵在那里不动，那电子在里面跑的时候，可以很容易绕过原子跑。但是如果温度高，原子在乱跑，电子动的时候就很容易碰到原子，即使电子结成了稳定的电子对，也会被拆掉，无法形成没有阻碍的电子对运动，因此也就无法形成超导。
& z  Y# U8 k6 G* N7 y/ _

所以，我们要抵御热的现象，绝大部分超导体都需要降到很低的温度上，热效应弱了才能实现超导。



) Z$ M, |- |% k. Y8 X: K( H
0 I0 M/ v" X" P8 @2 p( ^+ V

! R' |$ u8 l. m" v3 N) X' o: y! g
$ F4 L/ q( N2 {% y0 K* e7 U观众问
. {+ A! Z! c  @" }5 I) G) ^+ e4 m# _

比起巴西，中国的生物柴油没有特别大规模的产量，想问下咱们国家在生物柴油发展上的阻力是什么？
# e; f; b  A8 C

刘德华答

( m3 x) h& Y7 z4 k
0 P, d# @6 I. P. h1 i5 h3 Z这个问题问得太专业、太好了，这也是这些年一直困扰我的问题。什么原因？不是因为技术，我们有全球领先的生物柴油技术，而且生物柴油技术没有限制，哪怕是引进海外最早的技术也没有限制。那是因为什么呢？跟中国资源禀赋有关。

2 q. a1 I* v* R" _: K% K+ ]" |
中国人均消费的食用油，在全球几乎是最高的，但我们的可以用来做食用油的植物却不够多。现在我们努力努力，一年生产一千多万吨的大豆，但要进口一亿吨的大豆，所以我们政府一直不鼓励把直接食用的油脂做生物柴油，因为我们连吃的都不够，要先保障民生。
/ g# X* y" F" \9 }4 A

我们一直不鼓励把直接食用的油脂做生物柴油，因为要先保障民生 | www.pxhere.com

0 g1 G  M, f$ N/ k. W
4 h# r" w$ V" a# ?但是有的国家生物质资源就很丰富，像阿根廷，4300万人，一年产4800万吨大豆，人均一吨多大豆。我在联合国组织开会，阿根廷的教授说感谢你们中国，要不然大豆都不知道卖到哪儿去。所以，资源分配不均匀是最大的问题，中国政府也不敢一下子像欧美一样，强制柴油必须加生物柴油，因为我们国家没有这么多量，以至于我们好不容易有一点用地沟油做的生物柴油，没有在中国用起来，都出口到欧洲去了，因为在他们那边，地沟油做的生物柴油可以到卖一万块一吨，好不容易收集点地沟油，直接卖到欧洲去了。

$ ]+ Q; B! {; y- f
* t6 K5 B; n1 [6 X2012年的时候，总书记到我们的实验室视察，我就跟他汇报：下一步想跟有实力、有远见的中国企业合作。我们实验室的生物炼制柴油技术，已经在巴西开始实施转化，但这个技术的转移转化，不是一个教授带两个学生就能做好，要有企业来参与，尤其生物柴油这个产业是没有量的限制的技术，如果技术转移到欧美去，我们带动企业去建厂或者改造，可以拿回来外汇。
2 q# `0 C: N6 x/ _/ j6 x" B8 I
% Z3 q8 p% R+ ~" k7 U
不过，中国缺的也不是外汇，缺资源性产品，所以，我们可以进口生物柴油。去年，我们国家进口两亿八千万吨石油，如果我们能进口更多、更环保的生物柴油，这样对当地来讲，促进就业、改善环境，对我们来讲弥补了能源的短缺，带来的是清洁的能源，由此产生的二氧化碳减排算中国的份额。

4 j+ i: ]" I5 c
' x, D( O, C, c我一直讲，人类既然能够共享亿万年前的阳光、石油，为什么不能共享当今的生物质？石油分配不均，生物质也分配不均，在赤道附近更多一些，人类可以合作共享。
7 Q: I7 J+ \% J) L& {; X) U

! u2 F- X) W2 q4 n4 Z




1 \0 K' W! ^2 _+ q1 Q7 Z/ D观众问
0 J4 d1 |( ?2 B2 E; P: E

您说未来要把不用的石油去生产塑料、纤维，有没有考虑到减塑的问题？好像现在煤化工生产塑料，并不是特别受推崇、特别环保？


金涌答
2 }, J- y" u: @+ n  ?( z
: x) \  X& r8 e( H. e# Q* ?
& _1 U$ q, u/ |; ?您对塑料这个产品有误解。石油合成的高分子材料，比如塑料、橡胶、纤维和人类生活已经息息相关，密不可分了。从早上起来，刷牙的牙刷就是塑料的，坐的凳子是塑料的，穿的衣服是合成纤维的。

6 _. }6 W- g  k. R4 S

刷牙的牙刷就是塑料的 | Pixabay

' ^$ q3 Z1 S' [" a* P( j( |/ c( b
塑料的产量已经接近钢铁的产量，按照体积算，已经超过了钢铁的产量。它们的性能非常优越、非常容易加工，塑料现在可以耐温到300度，人类是离不开塑料的，也离不开合成橡胶、合成纤维。中国合成纤维的产量占世界的60%，我们可以给世界上每个人做四套衣服，大量地出口纺织品。我们没有天然橡胶，但是我们的合成橡胶是不可替代的资源。
4 l7 W0 `- @: U  P1 N0 d1 a3 o6 f

6 A9 ]  }( T" W" m4 u& b' A3 [8 |当然，塑料现在有问题，不是塑料本身的问题，是我们使用塑料的问题，我们不负责任地丢弃。假如通过循环经济，完全可以把废塑料变成新的塑料，或者可降解塑料，也可以拿废塑料炼油。塑料的循环使用的方法现在已经成功，所以塑料问题是人类不当地使用、随意丢弃，是我们人的问题，我们要解决。
; B# A' S" P( g/ A9 _$ s6 I& s- y