如果20世纪末至今是半导体技术的天下，那么21世纪末将由超导体称霸。物理学家最近成功在不添加磁场前提下，开发出长期以来被认为不可能存在的单向超导电路，电子就像只能沿着单向道行驶的车辆，让制造无能耗电子电路愿景又更近了一步。

想像一下3C设备不管如何使用都不会过热，这不是魔术，而是有机会在未来成真的真实超导现象。超导与物理学运作方式背道而驰，一般当电流沿导线流动时，内部电子会遇到电阻并以热能形式丢失电能，这就是电子产品使用一段时间后发烫的主要原因。

但当某些导电材料冷却至接近绝对零度时（或超导临界温度）时，材料电阻消失了，这种超导性现象最早由荷兰物理学家海克·卡末林·昂内斯（Heike Kamerlingh Onnes）于1911年发现，并困扰了整个20世纪包括包括诺贝尔奖得主在内的许多科学家。

在超导材料中，原本独善其身的电子开始寻找伙伴，与另一个电子结合形成库柏对（Cooper pair），持续不断地在零电阻材料中流动，但少了阻力，便又难以让超导电路中的电子只沿单一方向行进（除非引导磁场介入）。

然而荷兰代尔夫特理工大学（TU Delft）奈米科学家Mazhar Ali团队，在不额外添加磁场的前提下成功制造出单向超导电路，这就像发明一种特殊类型的冰：一方面具零摩擦力，另一方面又具不可克服的摩擦力。

研究人员使用Nb₃Br₈金属制作了极薄的约瑟夫森结面，像馅料一样夹在两层超导体面包之间，结果发现Nb₃Br₈薄片变得越来越导电，最后以新颖方式调节两层超导体之间的耦合，形成极类似二极体的单向超导体。

这不是物理学家第一次开发单向超导电路，但以往通常需要添加磁场，导致操作过程更加复杂。虽然Mazhar Ali团队也不完全了解为何Nb₃Br₈金属薄片出现这种效果，也超越目前科学家对单向超导的理解范围，显然还需要更多基础研究来揭开隐藏其中的新物理学。

对于梦想使用超导体电子产品的人来说，单一方向输送电力是极为诱人的成果，若能以超导体代替传统半导体，可因此节省多达10%能源储备需求。

虽然团队还需想办法能否让装置在高于-160℃的温度中运行，但厘清这种新约瑟夫森结面作用机制，最终可能改变各种技术应用的游戏规则。Mazhar Ali说，如果20世纪末至今是半导体技术的天下，那么21世纪末将由超导体称霸。