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室温超導引爆全球!LK-99驗證掀「復現潮」,新一輪工業革命會否開啟?

2023-08-02 04:30

全球狂刮的超導風正疾馳狂奔,可謂「一時風頭無倆」。

最近,韓國一個科研團隊聲在arXiv上傳了兩篇論文稱,發現了「全球首個室温超導材料」,引發全球科學界關注。據悉,這種材料主要是改性鉛磷灰石晶體結構(簡稱LK-99,一種摻雜銅的鉛磷灰石)。

就在該團隊先后發佈了兩篇研究論文引發業界沸騰之后,也因為其目前公佈的實驗數據被認為不足以證明LK-99為超導體而受到質疑。

對此,全球多個研究團隊正嘗試合成LK-99,以驗證其實驗結果。

LK-99驗證掀「復現潮」

8月1日下午,一位B站UP主發佈LK-99驗證視頻再度引發關注。

視頻稱,視頻説明為華中科技大學材料學院博士后武浩、博士生楊麗,在常海欣教授的指導下,成功首次驗證合成了可以磁懸浮的LK-99晶體,該晶體懸浮的角度比Sukbae Lee等人獲得的樣品磁懸浮角度更大,有望實現真正意義的無接觸超導磁懸浮。

不過該UP主也表示,目前只驗證了邁斯納效應,這顆晶體雖然存在抗磁性,但比較弱,也沒有所謂的「零阻」,整體表現就像是半導體曲線。他認為,LK-99就算具備超導相,也是微量的超導雜質,無法形成連續的超導通路。今日晚間,華中科技大學常海欣教授也對外證實表示,該視頻確實出自所屬團隊。

不過當下,LK-99是否存在超導性能仍尚未蓋棺定論。

目前,LK-99首批重複實驗結果已經出爐:理論可行但未復現懸浮或超導。

據澎湃新聞,在LK-99的兩篇論文公開約一周后,目前至少又有三篇與LK-99相關的新論文在預印本網站arXiv上公開。

其中兩篇來自中國,分別由來自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完成。

中國科學院金屬研究所孫巖研究員和劉培濤研究員表示,他們主要進行了理論計算,從計算結果來看,LK-99有室温超導的可能性;從能帶的角度,給出了一些解釋,「但是不confirm(但這不是證實)」。

「理論和實驗還是有gap(區隔)的」,「這沒法預測,只能説,它有(室温超導)這種機率」 

而北京航空航天大學材料科學與工程學院研究團隊對合成的LK-99檢測發現,它的室温電阻不為零,也沒有觀察到它發生磁懸浮。該論文稱,上述材料表現出的表現出特徵類似半導體,而非超導體。

除了國內兩篇之外,另一篇則來自美國,由美國勞倫斯伯克利國家實驗室研究員西尼德·M·格里芬(Sinéad M. Griffin)完成。

 

當地時間周一(7月31日),美國頂尖實驗室勞倫斯伯克利國家實驗室(LBNL)納米結構材料理論研究員Sinéad Griffin發文表示,該實驗室使用了密度泛函理論(DFT)和GGA+U方法進行了計算,進而給近期韓國團隊所謂的「室温常壓超導材料」——「LK-99」提供了理論上依據。

也就是説,在這家美國頂尖實驗室看來「理論可行」。這位研究員還表示,「LK-99」給超導材料的研究提供了新的方向和啟示。
 

與此同時,值得關注的是,前述美國泰吉量子公司宣佈的室温超導體專利也引發了廣泛關注。美國公司泰吉量子(Taj Quantum)於北京時間8月1日凌晨發佈消息稱,其被授予了高於室温的第II類超導體的專利。但這家公司並沒有公佈任何實驗數據,尤其是與磁化、電阻等相關的實驗數據。
 

 

新一輪工業革命?

目前全球科學界所關注的「室温常壓超導」就是在室温大氣壓力的條件下實現超級導電,科學界普遍認為,率先獲得室温常壓超導的重大突破,其科技價值比諾貝爾獎級別的價值要大得多。

如果這種材料被證實可以實現室温常壓超導,並且最終實現商用,那麼人類很有可能開啟第四次工業革命。
 

此前,中郵證券指出,室温超導意味着超長距離無損耗輸電得以實現,這將引起全球電力網絡的新一輪的基建狂潮,除此之外超導磁體、超導電纜、超導磁懸浮列車等方面均將有所突破。
 

浙商證券也指出,如果室温常壓超導材料取得突破,無疑將在能源、交通、計算、醫療檢測等諸多領域產生變革。比如:

更高效的能源傳輸、轉換與存儲: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:超導材料在低温環境下具有高度的量子特性,可用於構建量子計算機,運算速度遠超現有計算機,或將在信息處理領域帶來巨大變革;

更先進的治療手段:超導材料在醫學領域具有廣泛的應用,例如MRI、超導線圈等。常温常壓下超導材料的出現,將為醫療設備的小型化和便攜化提供可能,推動醫療技術的發展。

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