來源：華爾街見聞、財聯社

我們會見證超導時代的到來嗎？

編輯：感知芯視界

從7月底開始，“室溫超導”風暴席卷全球，韓國團隊在arXiv上傳了兩篇論文，宣稱成功合成了世界上第一個室溫常壓超導體——改性鉛磷灰石晶體結構（LK-99），震驚了世界。

據悉LK-99是由鉛磷灰石稍加變動的六方結構，引入了少量的銅，使其可以在127攝氏度以下表現出超導性，化學式寫作：

事件始末

——7月22日

全球物理學界迎來爆炸性消息：韓國一個科學家團隊表示，他們發現了全球首個室溫超導材料，一種名為“改性鉛磷灰石晶體結構（LK-99，一種摻雜銅的鉛磷灰石）”的材料。

——7月29日

韓國室溫超導團隊的一名成員李碩裴表示，論文存在缺陷，系一名成員擅自發布，已要求下架。

——7月30日

上海市超導材料及系統工程中心主任洪智勇：韓國研究團隊近期公布的超導體"極大概率"不能實現室溫超導。

——7月31日

韓國“全球首個室溫超導”研究成員回應：LK-99材料或可在一個月內被復制，團隊可提供指導。

——8月1日

LK-99首批重復實驗結果出爐：三篇論文兩篇來自中國：

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，它的室溫電阻不為零，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征類似半導體，而非超導體。

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有室溫超導的可能性；從能帶的角度，給出了一些解釋，“但是不confirm（但這不是證實）”。

勞倫斯伯克利國家實驗室研究表明，韓國團隊的LK-99材料在理論層面上確實有可能具有“室溫超導”的特性。

另外，華中科大教授常海欣團隊錄制的視頻顯示，他們驗證合成了可以磁懸浮的LK-99晶體。沒有新的信息可以判斷該材料是否為超導體。

印度CSIR國家物理實驗室發文稱，“根據我們在925°C下合成的LK-99樣品的結果，目前還不能證明在室溫下具有大面積的超導性?！?/p>

——8月2日

曲阜師范大學復現韓國室溫超導體實驗結果公布：無零電阻特性。

——8月3日

韓國超導學會宣布成立“LK-99 驗證委員會”，表示在國內外爭議較大的情況下，該委員會將負責驗證成果的真實性。

LK-99 引爆物理學界

常溫超導體被視為現代物理學“圣杯”之一，韓國研究團隊投下的“重磅”再次引爆了物理學界。

有分析指出，韓國團隊的LK-99“更讓人難以置信”，在于其不僅解決了溫度問題，甚至不需要“高壓助手”。而127℃的Tc（注：Tc超導轉變溫度，也就是超導體由正常態進入超導態的溫度），不僅僅是數字上比以往研究進一步大幅提高，更重要的是可應用的溫度區間大大拓寬。

這一技術能在常溫下讓電子飛快通過，沒有電阻，沒有能量消耗，將顛覆現有電力系統。而室溫超導的實現將深刻變革目前的能源體系、信息處理與傳輸體系，并在醫療檢測、高速交通乃至可控核聚變等諸多領域帶來進步。

目前業內普遍認為，LK-99的制備過程似乎相當簡單，常溫常壓的條件，“手搓材料”的方式，讓人們在驚愕、質疑之外又燃起了希望 —— 萬一超導真就這么簡單，難道不是個巨大的突破？

因此，不管是學材料的還是不學材料的都在緊張的圍觀各大實驗室復現過程。LK-99首批重復實驗結果出爐：理論可行但未復現懸浮或超導。

究竟什么是超導？

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100多年前，荷蘭物理學家昂內斯（Kamerlingh Onnes）為人類打開了超導這扇大門。1911年，昂內斯在研究中發現，當溫度降到4.2K以下時，金屬汞（Hg）的電阻突然降為零，而這并不是任何實驗上的紕漏導致的。

自此，汞成為了科學家發現的第一個超導體，其超導Tc為4.2K。所謂的超導Tc即超導轉變溫度，也就是超導體由正常態進入超導態的溫度。

零電阻是超導體的基本特征之一，此外一個重要的基本特征則是邁斯納效應。繼昂內斯上述發現20余年后，邁斯納在研究測量中發現，材料處于超導態時，其內部磁場為零，展現出完全抗磁性，這也就被稱為邁斯納效應。

超導現象被認為是20世紀最偉大的發現之一。

然而，發展至今，超導體的實際應用基本局限于磁懸浮等少數特定場景下，原因在于：它通常需要被冷卻至極低溫，且需要施加極高的壓力才能成為超導態。此次韓國研究團隊也提到，自昂內斯發現超導性以來，科學家們一直在尋找室溫超導體。

因此，現代物理學“圣杯”之一，就是找到能在常溫常壓下，展現出超導特性的“室溫超導體”。

浙商證券在研報中指出，目前大多數超導材料的轉變溫度都在40K（-233℃）以下，限制了其在能源、醫療、信息、精密測量等領域的廣泛應用；目前僅發現銅氧化物超導體和鎳氧化物超導體2種轉變溫度達到液氮溫區77K（-196℃）的非常規超導材料體系。

此次韓國科研團隊公布的超導材料體系在“室溫常壓”（轉變溫度約400K（127℃））下即展現超導性，如果被復現成功，這將是超導領域革命性的進步。

“室溫常壓超導”為何讓全球振奮？

實際上，室溫超導和相關“研究成果”并不是首次出現。早在2018年，兩位印度科學家宣稱，一種金銀納米粒子構成的混合物在13℃下顯現出超導特性。但這項研究在當事人2019年5月發布修正后就不了了之。

今年3月，美國羅切斯特大學的迪亞斯團隊宣稱發現了室溫超導，但不久后就被多個實驗團隊發表聲明質疑，該文章也在質疑聲中被撤稿。

那么，人類為什么如此渴望室溫超導？

先說意義，有分析認為“如果有人能夠攻破室溫常壓超導，并最終實現商用，其巨大的價值很有可能開啟第四次工業革命?！?/p>

——能源利用效率極大增長，無需再開采化石能源，環境得到保護，人工智能飛速發展……

“超導體”能夠在特定溫度下保證電阻為零，具有零電阻、完全抗磁性等特征，能被廣泛應用于儲能、磁懸浮列車、電力輸送、核磁共振等領域。

室溫超導，意味著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。

以磁懸浮列車為例，日本的低溫超導型磁懸浮技術，利用超導材料做成超導線圈，通過在車廂上安裝制冷機，保證超導線圈能夠處于低溫超導狀態。

當有電流傳輸通過導體，導體不發熱，電流幾乎不損耗，而通電產生的磁力能讓列車保持上浮，并向前推進。然而，超導所需的超低溫度，成為相關技術推廣普及的痛點。

最開始，超導體需要接近絕對零度的低溫，一般要用液氦實現，每公斤要一兩百元；而后來出現的“高溫超導”（此處特指臨界溫度進入液氮溫區的超導體）用液氮就可以實現，每公斤4元，成本和礦泉水差不多。

如果室溫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。

但是，現階段室溫超導材料制備成本高昂，批量化加工技術尚未成型，并且使用穩定性仍需大量驗證。因此，即使室溫超導材料得到驗證，室溫超導的商業化落地時間還無從判斷。當前業內能夠實現大規模商業化落地的超導技術仍然以低溫超導和高溫超導為主。

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審核編輯 黃宇