“室溫超導”離我們還有多遠? 什么是“室溫超導”為什么這么受關(guān)注?

• 曾燕 2023年8月3日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 695 41
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7月22日，韓國研究團隊發(fā)布論文宣稱實現(xiàn)了世界首個室溫常壓超導體后，隨即在全球引發(fā)熱潮。那么，這次“室溫超導”研究可謂一波三折，學術(shù)界如何看待韓國團隊發(fā)布的“室溫超導”技術(shù)?

7月22日，韓國研究團隊發(fā)布論文宣稱實現(xiàn)了世界首個室溫常壓超導體后，隨即在全球引發(fā)熱潮。那么，這次“室溫超導”研究可謂一波三折，學術(shù)界如何看待韓國團隊發(fā)布的“室溫超導”技術(shù)?

“室溫超導”離我們還有多遠?多位中科院專家發(fā)聲

北京航空航天大學材料科學與工程學院、中國科學院金屬研究所沈陽材料科學國家研究中心的科研人員也對韓國團隊的研究進行了驗證。其中，北京航空航天大學團隊發(fā)布的論文顯示，他們根據(jù)韓國團隊合成的材料，沒有檢測到超導性。

7月31日，東南大學教授孫悅發(fā)布“室溫超導復(fù)現(xiàn)實驗-全流程”實驗視頻，視頻中也表示無超導磁懸浮現(xiàn)象，是否是室溫超導依然有待驗證。

中國科學院金屬研究所孫巖研究員和劉培濤研究員在接受媒體采訪時表示，他們進行了理論計算，從計算結(jié)果看，“LK-99”有室溫超導的可能性：從能帶的角度給出了一些解釋，“但是不confirm”(不是證實)。

國內(nèi)一家超導領(lǐng)域龍頭企業(yè)的團隊技術(shù)負責人也表示，“即使最后能證實該材料具有常溫超導的可能，也不一定代表它具有實用性。其次，即便它有實用性，想做成產(chǎn)業(yè)化的帶材，所需的時間也是無法估量的?！?/p>

什么是“室溫超導”? 為什么這么受關(guān)注?

超導是指某些物質(zhì)在一定溫度條件下(一般為較低溫度)電阻降為零的性質(zhì)。1911年荷蘭物理學家H·卡茂林·昂內(nèi)斯發(fā)現(xiàn)汞在溫度降至4.2K附近時突然進入一種新狀態(tài)，其電阻小到實際上測不出來，他把汞的這一新狀態(tài)稱為超導態(tài)。目前大多數(shù)簡單金屬或合金材料的超導轉(zhuǎn)變溫度都在40K(-233℃)以下，限制了超導材料的廣泛應(yīng)用;目前僅發(fā)現(xiàn)銅氧化物超導體和鎳氧化物超導體2種轉(zhuǎn)變溫度達到液氮溫區(qū)77K(-196℃)的非常規(guī)超導材料體系。

據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院出版的《2023-2028年版超導材料產(chǎn)業(yè)政府戰(zhàn)略管理與區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略研究咨詢報告》統(tǒng)計分析顯示：

此次韓國科研團隊公布的超導材料體系在“室溫常壓”(轉(zhuǎn)變溫度約400K(127℃))下即展現(xiàn)超導性。若被復(fù)現(xiàn)成功，這將是超導領(lǐng)域革命性的進步。

浙商證券研報分析指出，目前超導材料的應(yīng)用局限于低溫和高壓環(huán)境，如果室溫常壓超導材料取得突破，將在能源、交通、計算、醫(yī)療檢測等諸多領(lǐng)域產(chǎn)生變革。包括：

更高效的能源傳輸、轉(zhuǎn)換與存儲：超導材料利用零電阻的特性，可以無損耗地傳輸電力，使得能源傳輸效率、穩(wěn)定性和可靠性極大提升。

更高速的交通方式：超導材料帶來電能傳輸效率的提升和磁懸浮列車降低成本的可能，將直接影響高速交通方式變革。

更快的信息處理速度：超導材料在低溫環(huán)境下具有高度的量子特性，可用于構(gòu)建量子計算機，運算速度遠超現(xiàn)有計算機，或?qū)⒃谛畔⑻幚眍I(lǐng)域帶來巨大變革。

更先進的治療手段：超導材料在醫(yī)學領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，例如MRI、超導線圈等。

常溫常壓下超導材料的出現(xiàn)，將為醫(yī)療設(shè)備的小型化和便攜化提供可能，推動醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展進步。

上述研報進一步指出，由于韓國團隊LK-99體系的性能(臨界溫度、壓力)大幅超越以往超導材料體系，對該成果持質(zhì)疑態(tài)度的研究者不在少數(shù)。此次韓國研究團隊在預(yù)印本平臺上傳的論文中詳細披露了具體的合成方案，目前已有研究團隊嘗試復(fù)現(xiàn)該成果，預(yù)計很快將會有進一步的驗證結(jié)果。

同時該機構(gòu)還認為，今年以來，室溫常壓超導領(lǐng)域頻發(fā)突破性研究成果，每一次都引起全球科學家的關(guān)注，究其原因，便是室溫超導的實現(xiàn)將深刻變革目前的能源體系、信息處理與傳輸體系，并在醫(yī)療檢測、高速交通乃至可控核聚變等諸多領(lǐng)域帶來進步。盡管目前相關(guān)技術(shù)仍不成熟可靠，但每一點技術(shù)革新的可能都值得持續(xù)關(guān)注。

全球爭相測試“室溫超導突破”真?zhèn)?/strong>

韓國研究團隊近日宣布制備出“世界首個常壓室溫超導體”的消息，在全球引發(fā)的關(guān)注越來越廣泛，甚至影響到金融市場、導致多國超導概念股價的火爆上漲。值得注意的是，在短短幾個月內(nèi)，已經(jīng)接連有來自不同國家的三個團隊宣布“在室溫超導領(lǐng)域取得突破”。為何室溫超導如此受到國內(nèi)外的高度關(guān)注，它又有什么樣的應(yīng)用前景呢?

自從7月22日韓國量子能源研究所研究團隊公開了在常溫常壓條件下制造超導物質(zhì)“LK-99”的論文后，全球?qū)τ凇笆覝爻瑢А钡年P(guān)注迅速出圈，不但來自各國的多個研究團隊爭相進行重復(fù)實驗，全社會也對此予以極大關(guān)注。對于此事引發(fā)的巨大壓力和爭議，據(jù)韓聯(lián)社8月2日報道，韓國超導低溫學會2日在官網(wǎng)上發(fā)布公告，將組成專家驗證委員會對該室溫超導體進行科學研判。韓國超導低溫學會方面表示，根據(jù)正常程序，應(yīng)該等待國內(nèi)外研究機構(gòu)的驗證結(jié)果，但過去數(shù)日全球針對該成果的真?zhèn)萎a(chǎn)生很大爭議，因此決定成立專門的驗證委員會。驗證委員會委員長將由首爾大學教授金昌永擔任，成員來自首爾大學、成均館大學、浦項工大等。截至目前，韓國成均館大學、高麗大學、首爾大學等相關(guān)研究機構(gòu)仍在進行重現(xiàn)LK-99的實驗。

根據(jù)韓國量子能源研究所研究團隊在預(yù)印本平臺arXiv發(fā)布的兩篇論文，他們聲稱合成了代號“LK-99”全球首個常壓室溫超導體——改性鉛-磷灰石晶體，能在127攝氏度以下表現(xiàn)為超導體。該論文公布后，引發(fā)了業(yè)內(nèi)的高度關(guān)注，各國迅速展開了重復(fù)實驗。北京航空航天大學團隊發(fā)布的預(yù)印本論文表示，合成的LK-99的室溫電阻不為零，也沒有觀測到磁懸浮現(xiàn)象。印度國家物理實驗室表示，未觀察到磁懸浮現(xiàn)象。但美國勞倫斯·伯克利國家實驗室的理論計算發(fā)現(xiàn)，LK-99有室溫超導的可能性，中國華中科技大學材料學院常海欣團隊在B站發(fā)布的實驗視頻稱，復(fù)現(xiàn)了韓國團隊的磁懸浮實驗。

就在國際上對這項室溫超導新突破的爭議和支持聲接連不斷之際，韓聯(lián)社7月28日報道稱，該研究團隊成員透露，相關(guān)論文其實還沒有完成且“存在很多缺陷”，是一名團隊成員未經(jīng)其他作者許可擅自發(fā)表的，目前已要求網(wǎng)站下架論文。此消息更引發(fā)外界對該成果的猜疑。韓國紐西斯通訊社8月2日稱，常溫超導體是可以獲得諾貝爾獎的重大發(fā)現(xiàn)，韓國超導低溫學會此前對量子能源研究所發(fā)布的兩篇論文和已經(jīng)公開的影像資料進行判斷后認為，現(xiàn)階段還難以將該物質(zhì)定性為常溫超導體。為消除韓國內(nèi)外的各種疑惑和爭議，學會成立“LK-99驗證委員會”，由物理、材料、電氣、機械等領(lǐng)域的專家構(gòu)成。韓國超導低溫學會會長崔敬達表示：“如果常溫超導體被驗證成立，那么將是對科技領(lǐng)域產(chǎn)生巨大影響的劃時代研究結(jié)果，但此次研究沒有經(jīng)過學術(shù)驗證就公開，對后續(xù)產(chǎn)生的經(jīng)濟和社會影響表示擔憂?！睋?jù)介紹，韓國超導低溫學會是由韓國物理、材料、機械、電氣等專家組成的超導學術(shù)團體，由1988年成立的韓國超導學會和韓國超導低溫工學會于2019年合并而成。

就在韓國量子能源研究所發(fā)布新發(fā)現(xiàn)后不久，美國泰吉量子公司也聲稱“發(fā)現(xiàn)室溫超導材料”，這是一種石墨烯泡沫材料，但沒有同時公布相關(guān)實驗數(shù)據(jù)。今年3月，美國羅切斯特大學教授朗加·迪亞斯宣布，發(fā)明了在1萬個大氣壓下、21攝氏度能產(chǎn)生超導現(xiàn)象的新材料。今年以來這一系列室溫超導的“新突破”不但讓學界對其關(guān)注度大增，同時還引發(fā)資本市場的狂熱，韓國、美國股市的超導概念股近日接連大漲。

據(jù)韓國MBC電視臺8月2日報道，韓國證券交易所警告稱，隨著與超導有關(guān)的股票大幅上漲，交易所已經(jīng)對部分股票發(fā)出投資警告。據(jù)悉，韓國某相關(guān)企業(yè)股價從7月27日開始連續(xù)上漲，8月1日和2日還連續(xù)兩天漲停。報道稱，雖然超導材料將對人類科技和生活帶來巨大改變，但即使LK-99的相關(guān)論文被證明是正確的，室溫超導技術(shù)距離現(xiàn)實應(yīng)用還有相當長的路要走。專家們普遍認為，要警惕對超導的過度期待，同時進行慎重投資。

韓國超導相關(guān)股票暴漲 韓國證交所要求投資者謹慎對待

盡管韓國證券交易所對投機性押注和不公平交易發(fā)出了警告，但在有關(guān)超導技術(shù)取得突破的說法仍不絕于耳的情況下，投資者繼續(xù)涌入一些被視為與超導技術(shù)相關(guān)的韓國股票。周四，Duksung Co.和Sunam Co.等小盤股連續(xù)第三天觸及30%的漲幅上限，這兩只股票在過去六個交易日的漲幅分別為170%和260%;Mobiis Co.也一度漲達30%，Shinsung Delta Tech Co.的漲幅則一度達到創(chuàng)紀錄的21%。

韓國證券交易所周三晚些時候要求投資者在投資Duksung、Mobiis和Shinsung Delta Tech之前要謹慎，并對這些股票發(fā)布了三個級別中最低級別的警告，但并未暫停這些股票的交易。

據(jù)悉，當股票存在投機性押注和不公平交易的可能性時，韓國證券交易所就會下達類似指示，以便投資者在投資前謹慎行事。交易所還可以在強制停牌一天之前提高警告級別。

自7月22日韓國研究人員發(fā)布報告稱合成了全球首個室溫超導材料——“改性鉛磷灰石晶體結(jié)構(gòu)(LK-99)”以來，被視為與超導技術(shù)相關(guān)的股票一直在上漲。不過，Kiwoom證券公司的分析師Han Jiyoung警告稱：“投資者應(yīng)該對這些超導主題股票的波動性增加持謹慎態(tài)度，因為它們的實質(zhì)并不清楚?！?/p>

在信息處理方面，芯片將無需再顧及發(fā)熱問題，手機也能擁有小型超算能力，算力的瓶頸將被突破，人工智能和數(shù)字技術(shù)將迎來爆發(fā)式發(fā)展。

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