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2023-08-02 04:30
全球狂刮的超导风正疾驰狂奔,可谓“一时风头无俩”。
最近,韩国一个科研团队声在arXiv上传了两篇论文称,发现了“全球首个室温超导材料”,引发全球科学界关注。据悉,这种材料主要是改性铅磷灰石晶体结构(简称LK-99,一种掺杂铜的铅磷灰石)。
就在该团队先后发布了两篇研究论文引发业界沸腾之后,也因为其目前公布的实验数据被认为不足以证明LK-99为超导体而受到质疑。
对此,全球多个研究团队正尝试合成LK-99,以验证其实验结果。
LK-99验证掀“复现潮”
8月1日下午,一位B站UP主发布LK-99验证视频再度引发关注。
视频称,视频说明为华中科技大学材料学院博士后武浩、博士生杨丽,在常海欣教授的指导下,成功首次验证合成了可以磁悬浮的LK-99晶体,该晶体悬浮的角度比Sukbae Lee等人获得的样品磁悬浮角度更大,有望实现真正意义的无接触超导磁悬浮。
不过该UP主也表示,目前只验证了迈斯纳效应,这颗晶体虽然存在抗磁性,但比较弱,也没有所谓的“零阻”,整体表现就像是半导体曲线。他认为,LK-99就算具备超导相,也是微量的超导杂质,无法形成连续的超导通路。今日晚间,华中科技大学常海欣教授也对外证实表示,该视频确实出自所属团队。
不过当下,LK-99是否存在超导性能仍尚未盖棺定论。
目前,LK-99首批重复实验结果已经出炉:理论可行但未复现悬浮或超导。
据澎湃新闻,在LK-99的两篇论文公开约一周后,目前至少又有三篇与LK-99相关的新论文在预印本网站arXiv上公开。
其中两篇来自中国,分别由来自北京航空航天大学材料科学与工程学院和中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心的科研人员完成。
中国科学院金属研究所孙岩研究员和刘培涛研究员表示,他们主要进行了理论计算,从计算结果来看,LK-99有室温超导的可能性;从能带的角度,给出了一些解释,“但是不confirm(但这不是证实)”。
“理论和实验还是有gap(区隔)的”,“这没法预测,只能说,它有(室温超导)这种几率”
而北京航空航天大学材料科学与工程学院研究团队对合成的LK-99检测发现,它的室温电阻不为零,也没有观察到它发生磁悬浮。该论文称,上述材料表现出的表现出特征类似半导体,而非超导体。
除了国内两篇之外,另一篇则来自美国,由美国劳伦斯伯克利国家实验室研究员西尼德·M·格里芬(Sinéad M. Griffin)完成。
当地时间周一(7月31日),美国顶尖实验室劳伦斯伯克利国家实验室(LBNL)纳米结构材料理论研究员Sinéad Griffin发文表示,该实验室使用了密度泛函理论(DFT)和GGA+U方法进行了计算,进而给近期韩国团队所谓的“室温常压超导材料”——“LK-99”提供了理论上依据。
也就是说,在这家美国顶尖实验室看来“理论可行”。这位研究员还表示,“LK-99”给超导材料的研究提供了新的方向和启示。
与此同时,值得关注的是,前述美国泰吉量子公司宣布的室温超导体专利也引发了广泛关注。美国公司泰吉量子(Taj Quantum)于北京时间8月1日凌晨发布消息称,其被授予了高于室温的第II类超导体的专利。但这家公司并没有公布任何实验数据,尤其是与磁化、电阻等相关的实验数据。
新一轮工业革命?
目前全球科学界所关注的“室温常压超导”就是在室温大气压力的条件下实现超级导电,科学界普遍认为,率先获得室温常压超导的重大突破,其科技价值比诺贝尔奖级别的价值要大得多。
如果这种材料被证实可以实现室温常压超导,并且最终实现商用,那么人类很有可能开启第四次工业革命。
此前,中邮证券指出,室温超导意味着超长距离无损耗输电得以实现,这将引起全球电力网络的新一轮的基建狂潮,除此之外超导磁体、超导电缆、超导磁悬浮列车等方面均将有所突破。
浙商证券也指出,如果室温常压超导材料取得突破,无疑将在能源、交通、计算、医疗检测等诸多领域产生变革。比如:
更高效的能源传输、转换与存储:超导材料利用零电阻的特性,可以无损耗地传输电力,使得能源传输效率、稳定性和可靠性极大提升;
更高速的交通方式:超导材料带来电能传输效率的提升和磁悬浮列车降低成本的可能,将直接影响高速交通方式变革;
更快的信息处理速度:超导材料在低温环境下具有高度的量子特性,可用于构建量子计算机,运算速度远超现有计算机,或将在信息处理领域带来巨大变革;
更先进的治疗手段:超导材料在医学领域具有广泛的应用,例如MRI、超导线圈等。常温常压下超导材料的出现,将为医疗设备的小型化和便携化提供可能,推动医疗技术的发展。
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