“室溫超導(dǎo)”離我們還有多遠(yuǎn)? 什么是“室溫超導(dǎo)”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(tuán)隊發(fā)布論文宣稱實現(xiàn)了世界首個室溫常壓超導(dǎo)體后，隨即在全球引發(fā)熱潮。那么，這次“室溫超導(dǎo)”研究可謂一波三折，學(xué)術(shù)界如何看待韓國團(tuán)隊發(fā)布的“室溫超導(dǎo)”技術(shù)?

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

“室溫超導(dǎo)”離我們還有多遠(yuǎn)?多位中科院專家發(fā)聲

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

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

中國科學(xué)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(jìn)行了理論計算，從計算結(jié)果看，“LK-99”有室溫超導(dǎo)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(dǎo)領(lǐng)域龍頭企業(yè)的團(tuán)隊技術(shù)負(fù)責(zé)人也表示，“即使最后能證實該材料具有常溫超導(dǎo)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(dǎo)”? 為什么這么受關(guān)注?

超導(dǎo)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(xué)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(jìn)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(dǎo)態(tài)。目前大多數(shù)簡單金屬或合金材料的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度都在40K(-233℃)以下，限制了超導(dǎo)材料的廣泛應(yīng)用;目前僅發(fā)現(xiàn)銅氧化物超導(dǎo)體和鎳氧化物超導(dǎo)體2種轉(zhuǎn)變溫度達(dá)到液氮溫區(qū)77K(-196℃)的非常規(guī)超導(dǎo)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(dǎo)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(tuán)隊公布的超導(dǎo)材料體系在“室溫常壓”(轉(zhuǎn)變溫度約400K(127℃))下即展現(xiàn)超導(dǎo)性。若被復(fù)現(xiàn)成功，這將是超導(dǎo)領(lǐng)域革命性的進(jìn)步。

浙商證券研報分析指出，目前超導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(jī)，運算速度遠(yuǎn)超現(xiàn)有計算機(jī)，或?qū)⒃谛畔⑻幚眍I(lǐng)域帶來巨大變革。

更先進(jìn)的治療手段：超導(dǎo)材料在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，例如MRI、超導(dǎo)線圈等。

常溫常壓下超導(dǎo)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(jìn)步。

上述研報進(jìn)一步指出，由于韓國團(tuán)隊LK-99體系的性能(臨界溫度、壓力)大幅超越以往超導(dǎo)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(tuán)隊在預(yù)印本平臺上傳的論文中詳細(xì)披露了具體的合成方案，目前已有研究團(tuán)隊嘗試復(fù)現(xiàn)該成果，預(yù)計很快將會有進(jìn)一步的驗證結(jié)果。

同時該機(jī)構(gòu)還認(rèn)為，今年以來，室溫常壓超導(dǎo)領(lǐng)域頻發(fā)突破性研究成果，每一次都引起全球科學(xué)家的關(guān)注，究其原因，便是室溫超導(dǎo)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(jìn)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(dǎo)突破”真?zhèn)?/strong>

韓國研究團(tuán)隊近日宣布制備出“世界首個常壓室溫超導(dǎo)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(dǎo)致多國超導(dǎo)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(tuán)隊宣布“在室溫超導(dǎo)領(lǐng)域取得突破”。為何室溫超導(dǎo)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(tuán)隊公開了在常溫常壓條件下制造超導(dǎo)物質(zhì)“LK-99”的論文后，全球?qū)τ凇笆覝爻瑢?dǎo)”的關(guān)注迅速出圈，不但來自各國的多個研究團(tuán)隊爭相進(jìn)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(dǎo)低溫學(xué)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(dǎo)體進(jìn)行科學(xué)研判。韓國超導(dǎo)低溫學(xué)會方面表示，根據(jù)正常程序，應(yīng)該等待國內(nèi)外研究機(jī)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(xué)教授金昌永擔(dān)任，成員來自首爾大學(xué)、成均館大學(xué)、浦項工大等。截至目前，韓國成均館大學(xué)、高麗大學(xué)、首爾大學(xué)等相關(guān)研究機(jī)構(gòu)仍在進(jìn)行重現(xiàn)LK-99的實驗。

根據(jù)韓國量子能源研究所研究團(tuán)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(dǎo)體——改性鉛-磷灰石晶體，能在127攝氏度以下表現(xiàn)為超導(dǎo)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(xué)團(tuán)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(dǎo)的可能性，中國華中科技大學(xué)材料學(xué)院常海欣團(tuán)隊在B站發(fā)布的實驗視頻稱，復(fù)現(xiàn)了韓國團(tuán)隊的磁懸浮實驗。

就在國際上對這項室溫超導(dǎo)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(tuán)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(tuán)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(dǎo)體是可以獲得諾貝爾獎的重大發(fā)現(xiàn)，韓國超導(dǎo)低溫學(xué)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(jìn)行判斷后認(rèn)為，現(xiàn)階段還難以將該物質(zhì)定性為常溫超導(dǎo)體。為消除韓國內(nèi)外的各種疑惑和爭議，學(xué)會成立“LK-99驗證委員會”，由物理、材料、電氣、機(jī)械等領(lǐng)域的專家構(gòu)成。韓國超導(dǎo)低溫學(xué)會會長崔敬達(dá)表示：“如果常溫超導(dǎo)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(xué)術(shù)驗證就公開，對后續(xù)產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)和社會影響表示擔(dān)憂。”據(jù)介紹，韓國超導(dǎo)低溫學(xué)會是由韓國物理、材料、機(jī)械、電氣等專家組成的超導(dǎo)學(xué)術(shù)團(tuán)體，由1988年成立的韓國超導(dǎo)學(xué)會和韓國超導(dǎo)低溫工學(xué)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(dǎo)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(xué)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(dǎo)現(xiàn)象的新材料。今年以來這一系列室溫超導(dǎo)的“新突破”不但讓學(xué)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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)技術(shù)距離現(xiàn)實應(yīng)用還有相當(dāng)長的路要走。專家們普遍認(rèn)為，要警惕對超導(dǎo)的過度期待，同時進(jìn)行慎重投資。

韓國超導(dǎo)相關(guān)股票暴漲 韓國證交所要求投資者謹(jǐn)慎對待

盡管韓國證券交易所對投機(jī)性押注和不公平交易發(fā)出了警告，但在有關(guān)超導(dǎo)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(dǎo)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(dá)30%，Shinsung Delta Tech Co.的漲幅則一度達(dá)到創(chuàng)紀(jì)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(jǐn)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(dāng)股票存在投機(jī)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(dá)類似指示，以便投資者在投資前謹(jǐn)慎行事。交易所還可以在強(qiáng)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(dǎo)材料——“改性鉛磷灰石晶體結(jié)構(gòu)(LK-99)”以來，被視為與超導(dǎo)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(dǎo)主題股票的波動性增加持謹(jǐn)慎態(tài)度，因為它們的實質(zhì)并不清楚。”

在信息處理方面，芯片將無需再顧及發(fā)熱問題，手機(jī)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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