讓“室溫超導(dǎo)”再飛一會兒。
就在上周,韓國的一個科學(xué)家團(tuán)隊發(fā)表了兩篇論文,說他們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了。世界上首個室溫常壓超導(dǎo)材料,一種名為改性鉛磷灰石晶體結(jié)構(gòu)(LK-99)的材料。
這個消息一出,立刻引起了全世界的關(guān)注。
簡單說明一下,超導(dǎo)(superconductivity)在物理學(xué)中,當(dāng)設(shè)備低于一定溫度時,電阻變?yōu)?,轉(zhuǎn)換后的材料稱為超導(dǎo)體。(superconductor)。常規(guī)超導(dǎo)體的實現(xiàn)路徑主要有兩種:低溫和高壓。而且由于達(dá)到條件苛刻,所以在實際應(yīng)用中很難實施。
假如這次室溫常壓超導(dǎo)被證實,那將帶來繼蒸汽、電力、信息之后的又一次工業(yè)革命。
但是……這么容易嗎?
01 室溫超導(dǎo)復(fù)發(fā)困難
按照韓國團(tuán)隊論文中的描述,LK-99材料的制備可以說是非常簡單的。他們在一定程度上將各種含鉛、銅和磷的材料混合加熱,最終得到一種含銅的鉛-磷灰石晶體。
根據(jù)論文的最終實驗結(jié)論,在127℃以下,給LK-99施加電流,電壓在一定電流范圍內(nèi)基本為零,表現(xiàn)出零電阻的特點。
本文還聲稱,在溫度、電流和磁場達(dá)到一定臨界點后,零電阻現(xiàn)象也隨之消失,符合超導(dǎo)體特性。
除零電阻外,超導(dǎo)體的另一個重要特性是完全抗磁,即完全抗磁,邁斯納效應(yīng)。
為確認(rèn)這一特點,韓國團(tuán)隊在網(wǎng)上發(fā)布了視頻演示??雌饋硎覝爻瑢?dǎo)在很多方面都得到了驗證。
由于制備工藝不復(fù)雜,國內(nèi)外大量個人和實驗隊伍加入了“再現(xiàn)LK-99”的驗證活動。
簡單盤點一下大概有以下幾點:
七月二十六日,知乎@半導(dǎo)體和物理發(fā)文開始再現(xiàn)試驗,后來因試驗室規(guī)范停止;
外國網(wǎng)民Andreww 在直播平臺上進(jìn)行McCalip直播測試;
一支印度隊伍復(fù)出失敗,已聯(lián)系韓國隊伍,希望得到進(jìn)一步支持;
華中科技大學(xué)團(tuán)隊,bilibili@關(guān)山口男技師 30日發(fā)布了4份復(fù)現(xiàn)樣品結(jié)果,均無法達(dá)到零電阻,但可發(fā)現(xiàn)一定的抗磁性;
東南大學(xué)團(tuán)隊,bilibili@科學(xué)調(diào)查局 復(fù)現(xiàn)試驗的全過程于31日發(fā)布。他指出,目前論文中的一些制備過程存在分歧或模糊,根據(jù)目前的信息制作的樣品沒有發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)磁懸浮現(xiàn)象;
在arXiv上,北航科研人員還提交了一篇論文,稱實驗結(jié)論沒有發(fā)現(xiàn)LK-99的超導(dǎo)性。
現(xiàn)在看來,幾乎沒有一個團(tuán)隊能夠證實LK-99室溫超導(dǎo)的真實性,但是考慮到實驗的變量,大多數(shù)團(tuán)隊的結(jié)論沒有完全否定概率。
02 室溫超導(dǎo)“狼來了”
目前,學(xué)術(shù)界和行業(yè)對這種材料的真實性大致持懷疑態(tài)度。只有美國國家實驗室研究人員利用能源部的計算率來模擬相關(guān)現(xiàn)象,表示超導(dǎo)特征在理論上存在。
怪不得學(xué)者們疑心重重,主要是“室溫超導(dǎo)”的“狼來了”故事有點多。
美國羅切斯特大學(xué)蘭加·迪亞斯早在今年3月就有了。(Ranga Dias)他們的團(tuán)隊聲稱,在1GPa(相當(dāng)于10,000個大氣壓)的壓力下,他們完成了室溫(約21℃)超導(dǎo),用于氮氫系統(tǒng)的材料。
然而,這一實驗結(jié)論后續(xù)遭受了光速的“打臉”,許多實驗團(tuán)隊聲明,在反復(fù)實驗中沒有發(fā)現(xiàn)對化氫化合物的超導(dǎo)現(xiàn)象。后續(xù)甚至出現(xiàn)了試樣離奇“丟失”的情況,最終演變成學(xué)術(shù)鬧劇。
不僅如此,在LK-99引起熱議之后,一家名叫Taj的公司 Quantum的區(qū)塊鏈公司也發(fā)布了一份聲稱實現(xiàn)室溫超導(dǎo)并申請專利的文件,并發(fā)布了照片。然而,區(qū)塊鏈業(yè)務(wù)和材料本身都給人一種強烈的交通意味。
03 未來沒有來,資本先來
急于蹭流量并非沒有理由,因為室溫超導(dǎo),準(zhǔn)確地說,室溫常壓超導(dǎo)的意義實在太大了。
第一個最顯著的應(yīng)用就是能源領(lǐng)域,由于超導(dǎo)電阻幾乎為零,在電能傳輸方面具有很大的優(yōu)勢。在過去的幾十年里,中國的西電東送工程彌補了東部地區(qū)的大量能源缺口。然而,這項工程是基于特高壓輸電技術(shù)。由于輸電材料的電阻,輸電過程中的電能消耗近15%。

而且如果用室溫常壓超導(dǎo)材料代替目前的輸電材料,實現(xiàn)幾乎無損電能的傳輸。,能源刺激的難度和消耗問題大大減少。
與此同時,目前新能源領(lǐng)域的熱門話題儲能行業(yè)也將迎來“革命”,與電池電容相比,將電流保存在超導(dǎo)線圈中有許多獨特的優(yōu)點。
再比如可控核聚變——巨大的綠色能源;磁懸浮車——列車速度更高,汽車飛向天空;MRI磁共振普及化;量子計算微型化……
在科幻電影中,這些技術(shù)可能會出現(xiàn),而且很有可能會迅速落地。
誠然,這些暫時還是虛幻的,但是資本市場的反應(yīng)非常真實。超導(dǎo)概念股今天下午迎來了一波大漲,多芯漲停。
04 寫在最后
在發(fā)稿之前,作者又看了一遍各種復(fù)現(xiàn)試驗的團(tuán)隊,結(jié)果,華中科技大學(xué)團(tuán)隊,bilibili@下午3點,關(guān)山口男技師發(fā)布了一段新的驗證視頻。
據(jù)視頻簡介介紹,該團(tuán)隊合成的LK-99材料顆粒在常溫常壓下出現(xiàn)磁懸浮,它已經(jīng)成為第一個成功驗證LK-99材料抗磁特性的團(tuán)隊。之后,只要再次驗證阻值,就可以得出LK-99是否具有超導(dǎo)性的觀點。
讓「室溫超導(dǎo)」再飛一會兒。只是希望是真的。
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