“常溫超導(dǎo)體”究竟是啥：歷史性突破還是烏龍？

商洛在線
2023-08-02 21:04:02
來(lái)源：深圳特區(qū)報(bào)

磁懸浮列車滿街跑，新能源汽車充電五分鐘續(xù)航2千公里，手機(jī)也能變超算，電力超長(zhǎng)距離無(wú)損傳輸……這樣科幻電影般的世界，現(xiàn)如今被“室溫超導(dǎo)”撬開了門縫。

7月22日，韓國(guó)研究團(tuán)隊(duì)發(fā)布論文宣稱實(shí)現(xiàn)了世界首個(gè)室溫常壓超導(dǎo)體后，隨即在全球引發(fā)熱潮?！笆覝爻瑢?dǎo)”現(xiàn)在有多火？從資本市場(chǎng)的反應(yīng)可見一斑。A股超導(dǎo)板塊本周連續(xù)大幅上漲，而美國(guó)股市中一家名為“美國(guó)超導(dǎo)”的公司更是一度暴漲150%?！笆覝爻瑢?dǎo)”到底是什么？它會(huì)如何改變我們的生活？韓國(guó)的研究成果靠譜嗎？我們來(lái)一探究竟。

(資料圖)

打破物理學(xué)“結(jié)界”

第四次工業(yè)革命來(lái)了？

要了解“室溫超導(dǎo)”，首先我們要知道什么是“超導(dǎo)”。“超導(dǎo)”是一種特殊的物理現(xiàn)象，指的是某些物質(zhì)在低溫或高壓的情況下表現(xiàn)出“電阻為零”的性質(zhì)，這種物質(zhì)被稱為“超導(dǎo)體”。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，“超導(dǎo)”就是在特定條件下電阻為零的現(xiàn)象。而“室溫常壓超導(dǎo)”，就是在不需要特殊條件的情況下，就能實(shí)現(xiàn)零電阻、抗磁性的現(xiàn)象。

這種技術(shù)一旦實(shí)現(xiàn)，對(duì)我們的生活意味著什么？首先，在能源方面，原本電力的傳輸會(huì)產(chǎn)生消耗，且隨著距離的增加，消耗會(huì)越大。而“室溫超導(dǎo)”零電阻的特性，或?qū)?shí)現(xiàn)超長(zhǎng)距離無(wú)損耗輸電，產(chǎn)能和利用效率將會(huì)大大提升。

其次，在交通方面，無(wú)損的電力傳輸和高效的能源存儲(chǔ)，或使新能源汽車實(shí)現(xiàn)充電五分鐘行駛兩千公里，磁懸浮列車或成為日常，未來(lái)將直接改變?nèi)藗兊慕煌ǚ绞健?/p>

2023中國(guó)科幻大會(huì)的科幻產(chǎn)業(yè)新技術(shù)新產(chǎn)品展覽上的高速飛車仿真模型。新華社記者陽(yáng)娜攝

最后，在信息處理方面，芯片將無(wú)需再顧及發(fā)熱問(wèn)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(lái)爆發(fā)式發(fā)展。

可以說(shuō)，“室溫超導(dǎo)”帶來(lái)的無(wú)損世界猶如科幻電影，無(wú)疑將開啟第四次工業(yè)革命。然而，韓國(guó)研究團(tuán)隊(duì)是否真的找到了物理學(xué)的“圣杯”？

歷史性突破還是烏龍？

韓國(guó)團(tuán)隊(duì)要求撤回論文

此次“室溫超導(dǎo)”事件可以說(shuō)充滿了戲劇性。在7月22日韓國(guó)團(tuán)隊(duì)發(fā)布首次實(shí)現(xiàn)“室溫超導(dǎo)”后，學(xué)術(shù)界首先是充滿質(zhì)疑的，其原因在于，韓國(guó)團(tuán)隊(duì)公布的超導(dǎo)體制備過(guò)程極其簡(jiǎn)單，堪比古代煉金術(shù)，將一堆粉末材料扔進(jìn)爐子里燒制，燒完便能出現(xiàn)超導(dǎo)體材料“LK-99”，其流程簡(jiǎn)單到在普通的高中實(shí)驗(yàn)室內(nèi)即可完成。

其次，韓國(guó)團(tuán)隊(duì)僅描述了制備流程，并沒有拿出可供檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)樣品。因此，全世界在最初都處于觀望狀態(tài)。

然而，8月1日“劇情”出現(xiàn)反轉(zhuǎn)，中美俄的實(shí)驗(yàn)室同時(shí)復(fù)現(xiàn)了該材料。美國(guó)方面，美國(guó)勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室宣布，在超級(jí)計(jì)算機(jī)的模擬下，其結(jié)果支持韓國(guó)發(fā)布的“LK-99”作為室溫超導(dǎo)體材料。

俄羅斯方面，俄羅斯科學(xué)家Iris Alexandra在社交媒體推特表示，他成功制備出了具備常溫抗磁性的“LK-99”晶體，而常溫抗磁性正是超導(dǎo)體的特性之一。

中國(guó)方面，一個(gè)ID為“關(guān)山口男子技師”的B站up主，發(fā)布了一則名為“LK-99驗(yàn)證”的視頻。視頻中的實(shí)驗(yàn)復(fù)現(xiàn)了韓國(guó)公布的常溫常壓超導(dǎo)材料的抗磁性，也就是被復(fù)現(xiàn)的材料確實(shí)可以磁懸浮。這一實(shí)驗(yàn)視頻背后的團(tuán)隊(duì)是華中科技大學(xué)材料學(xué)院博士后武浩、博士生楊麗，該實(shí)驗(yàn)在常海欣教授的指導(dǎo)下完成。

華中科技大學(xué)材料學(xué)院驗(yàn)證的“LK-99”材料。

就在中美俄實(shí)驗(yàn)室同日復(fù)現(xiàn)該材料的第二天，8月2日，韓國(guó)室溫超導(dǎo)團(tuán)隊(duì)對(duì)外宣稱，其論文存在缺陷，系團(tuán)隊(duì)中的一名成員擅自發(fā)布，目前團(tuán)隊(duì)已要求下架論文。

“室溫超導(dǎo)”離我們還有多遠(yuǎn)？

多位中科院專家發(fā)聲

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(guó)團(tuán)隊(duì)發(fā)布的“室溫超導(dǎo)”技術(shù)？

據(jù)界面新聞，北京航空航天大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院、中國(guó)科學(xué)院金屬研究所沈陽(yáng)材料科學(xué)國(guó)家研究中心的科研人員也對(duì)韓國(guó)團(tuán)隊(duì)的研究進(jìn)行了驗(yàn)證。其中，北京航空航天大學(xué)團(tuán)隊(duì)發(fā)布的論文顯示，他們根據(jù)韓國(guó)團(tuán)隊(duì)合成的材料，沒有檢測(cè)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(shí)驗(yàn)-全流程”實(shí)驗(yàn)視頻，視頻中也表示無(wú)超導(dǎo)磁懸浮現(xiàn)象，是否是室溫超導(dǎo)依然有待驗(yàn)證。

中國(guó)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(shí)表示，他們進(jìn)行了理論計(jì)算，從計(jì)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(shí)）。

國(guó)內(nèi)一家超導(dǎo)領(lǐng)域龍頭企業(yè)的團(tuán)隊(duì)技術(shù)負(fù)責(zé)人也表示，“即使最后能證實(shí)該材料具有常溫超導(dǎo)的可能，也不一定代表它具有實(shí)用性。其次，即便它有實(shí)用性，想做成產(chǎn)業(yè)化的帶材，所需的時(shí)間也是無(wú)法估量的?！?/p>

對(duì)于“室溫超導(dǎo)”給我們描繪的科幻世界，可能還需要留給時(shí)間去驗(yàn)證。

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