德國斯圖（tú）加（jiā）特的（de）馬普（pǔ）固體研究所專家利用隧道掃描顯（xiǎn）微鏡研（yán）究錫納米粒子證實，金屬粒子的電阻損耗與粒子大小有關，當金（jīn）屬粒子呈（chéng）納米狀態時，材料獲（huò）得超導性能的溫度會大幅增加。因此，在粒子（zǐ）足夠小的前提（tí）下，通過量子效應可增強金（jīn）屬粒（lì）子超導性能60％。這一理論還可預測粒子的納米精度，並（bìng）為開發室溫環境下的超導電線提供了（le）新（xīn）的（de）研究方向，這項研究成果刊登在最新出（chū）版的《自然材料》雜誌上。
　　理論上，超導電線可以做到在夏天高溫環境下也能無電力損耗傳輸，但目前即使最好的超導體也隻能在低於零下170攝氏度環境下達（dá）到零電阻。雖然實現室溫超導目標仍有距離，但馬（mǎ）普固體研究所的這項研究，使材（cái）料獲得超導的臨（lín）界溫度有（yǒu）了很大（dà）提高，並在實驗室裏生產出了具有一定直（zhí）徑的球狀金屬納米粒子。
　　馬普固體研究所所長克勞斯?克恩介紹說，超（chāo）導體有一個所謂殼效應，這個效應可以提高材料（liào）的超導（dǎo）性（xìng）能。很早就有物理學家預言（yán），量子（zǐ）力學也存在一個殼效應理論，即類似（sì）電子在單個原子排列中形成的電子殼，在（zài）金屬納米粒子（zǐ）裏（lǐ）也存在著電子殼。在電子殼中一定數量的電子容易構（gòu）成庫珀電子對，它可以沒有阻力（lì）地在材料中移動（dòng），電子在（zài）電子殼（ké）中聚集的數目取（qǔ）決於金屬（shǔ）粒子的大小和形（xíng）狀。
　　利用實驗來證實預言的量子力學殼效應是極（jí）其複雜的，為此馬普研究人員先（xiān）在一個（gè）極端（duān）真空條件下用錫和（hé）鉛金屬生成金屬納米顆粒，顆粒直徑控製在（zài）1納米至50納米。然後利用馬普所自己（jǐ）開發的一種特殊隧道（dào）掃描顯微鏡，研究納米粒子在溫度接近絕對零度，即零下273攝氏度的電子特性。通過（guò）極高分辨率的隧道掃描顯微鏡，研究人員確定了（le）每個粒子的超導（dǎo）能隙，從超導能隙測算出現超導（dǎo）現象的臨界溫度。
　　實驗顯示，錫納米粒子的超導能隙對粒子大小（xiǎo）反應非（fēi）常（cháng）敏感，既不是持（chí）續減少，也不是穩步增加，而（ér）是在（zài）兩者間跳躍式（shì）變化。克勞（láo）斯?克恩稱：“這看起來就像噪音的頻譜，但卻符合理論的預言。”在達到（dào）臨界溫度時，納米粒子中隻有1納米的一小部分發生變化。鉛納米粒子的反應比錫納米粒子要更弱，這兩（liǎng）種材料在粒子（zǐ）小（xiǎo）於4納米時，都不會產生超導性（xìng）能。
　　研究人員伊萬?布裏韋加表示：“雖然50年前就有物理學家對殼效應（yīng）理論的預言，但現在我們首次對單（dān）個粒子進行了證實。”由於（yú）所有材料都可以出現量子力學殼效應，它們可以被用來提高許多材料的（de）超導性能，克勞斯?克（kè）恩認為：“通過材料的納米結構化，量子工程開啟（qǐ）了超導材料一個全新視角，並提供了非（fēi）常有前（qián）途的技術前景。”