7月22日,韩国研究团队发布论文宣称实现了世界首个室温常压超导体后,随即在全球引发热潮。
超导现象的发现被认为是20世纪最伟大的发明之一,也是物理学中的圣杯。然而发展至今,超导体的实际应用基本局限于磁悬浮等少数特定场景下。原因不难理解,维持材料超导性的极低超导Tc,这对大规模的应用开发来说是一道极大的障碍。如果室温便可实现超导,对人类社会将有重大影响。
受此消息影响,美股一家名为美国超导(American Superconductor,AMSC.US)的公司在周二盘前一度暴涨150%。8月1日A股的超导板块也上演涨停潮,法尔胜、百利电气、永鼎股份涨停,西部超导涨逾7%,联创光电上涨6.3%。8月2日相关个股延续强势。
“室温超导”到底是什么?它会如何改变我们的生活?韩国的研究成果靠谱吗?竞泰带你来一探究竟。
|什么是“室温超导”?
要了解“室温超导”,首先我们要知道什么是“超导”。“超导”是一种特殊的物理现象,指的是某些物质在低温或高压的情况下表现出“电阻为零”的性质,这种物质被称为“超导体”。
简单来说,“超导”就是在特定条件下电阻为零的现象。而“室温常压超导”,就是在不需要特殊条件的情况下,就能实现零电阻、抗磁性的现象。
超导体电阻为零,可以无损耗地输电;有完全抗磁性,液氮超导磁悬浮就是很直观的表现。
公开资料显示,1911年荷兰物理学家H·卡茂林·昂内斯发现汞在温度降至4.2K附近时突然进入一种新状态,其电阻小到实际上测不出来,他把汞的这一新状态称为超导态。目前大多数简单金属或合金材料的超导转变温度都在40K(-233℃)以下,限制了超导材料的广泛应用;目前仅发现铜氧化物超导体和镍氧化物超导体2种转变温度达到液氮温区77 K(-196℃)的非常规超导材料体系。
此次韩国科研团队公布的超导材料体系在“室温常压”(转变温度约400 K(127℃))下即展现超导性。若被复现成功,这将是超导领域革命性的进步。
|“室温超导”意味着什么?
目前超导材料的应用局限于低温和高压环境,如果室温常压超导材料取得突破,将在能源、交通、计算、医疗检测等诸多领域产生变革。
首先,在能源方面,原本电力的传输会产生消耗,且随着距离的增加,消耗会越大。而“室温超导”零电阻的特性,或将实现超长距离无损耗输电,产能和利用效率将会大大提升。
其次,在交通方面,无损的电力传输和高效的能源存储,或使新能源汽车实现充电五分钟行驶两千公里,磁悬浮列车或成为日常,未来将直接改变人们的交通方式。
最后,在信息处理方面,芯片将无需再顾及发热问题,手机也能拥有小型超算能力,算力的瓶颈将被突破,人工智能和数字技术将迎来爆发式发展。
可以说,“室温超导”带来的无损世界犹如科幻电影,无疑将开启第四次工业革命。
|“LK-99”靠谱吗?
韩国团队发布首次实现“室温超导”后,学术界首先是充满质疑的,其原因在于,韩国团队公布的超导体制备过程极其简单,堪比古代炼金术,将一堆粉末材料扔进炉子里烧制,烧完便能出现超导体材料“LK-99”,其流程简单到在普通的高中实验室内即可完成。
其次,韩国团队仅描述了制备流程,并没有拿出可供检测的实验样品。因此,全世界在最初都处于观望状态。
然而,8月1日“剧情”出现反转,中美俄的实验室同时复现了该材料。美国方面,美国劳伦斯伯克利国家实验室宣布,在超级计算机的模拟下,其结果支持韩国发布的“LK-99”作为室温超导体材料。
俄罗斯方面,俄罗斯科学家Iris Alexandra在社交媒体推特表示,他成功制备出了具备常温抗磁性的“LK-99”晶体,而常温抗磁性正是超导体的特性之一。
8月2日,韩国室温超导团队对外宣称,其论文存在缺陷,系团队中的一名成员擅自发布,目前团队已要求下架论文。据报道,这项研究其实是针对今年4月发布在韩国期刊的超导体论文的补充,并且已向国际期刊申请审查。
|多家上市公司回应
室温超导领域的每一个“消息”,都会给全球资本市场带来躁动,这次也不例外。
8月1日,A股超导概念走势强劲。截至收盘,法尔胜、百利电气、永鼎股份涨停,西部超导涨逾7%,联创光电涨逾6%。美股市场,一家叫做“美国超导”的美国重型通讯设备公司,8月1日美股涨幅一度达近150%,收盘大涨60%。
8月2日早,“韩国室温超导团队承认论文有缺陷”的消息仍未阻止A股“超导旋风”。截至发稿,国缆检测、法尔胜、中孚实业、百利电气涨停,永鼎股份涨超8%。
“室温超导”引爆市场,不过,多家A股上市公司的公开回应呈现观望情绪。
联创光电表示,短期来看,室温超导对公司而言可能是一个热点,但对业务而言并没有很快的促进作用。因为新材料从出现到真正实现工业应用,可能需要二三十年的时间。据悉,目前该公司选择使用高温超导,是因为高温超导的载流特性和制冷条件都是比较起来更优的选择。
永鼎股份表示,公司业务涉及第二代高温超导带材,已形成收入,该业务是公司近年重点发展的方向。公司认为,韩国团队所提及的室温超导属于偏概念,还处于实验室阶段,需要反复论证,距离落地及商业化还需要较长时间。
竞泰讨论|“室温超导”离我们还有多远?
学术界如何看待韩国团队发布的“室温超导”技术?
据界面新闻,北京航空航天大学材料科学与工程学院、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也对韩国团队的研究进行了验证。其中,北京航空航天大学团队发布的论文显示,他们根据韩国团队合成的材料,没有检测到超导性。
7月31日,东南大学教授孙悦发布“室温超导复现实验-全流程”实验视频,视频中也表示无超导磁悬浮现象,是否是室温超导依然有待验证。
现阶段室温超导材料制备成本高昂,批量化加工技术尚未成型,并且使用稳定性仍需大量验证。因此,即使室温超导材料得到验证,室温超导的商业化落地时间还无从判断。当前业内能够实现大规模商业化落地的超导技术仍然以低温超导和高温超导为主。
实验结果从实验室走到商业化应用放量都需要一定的时间,因此,即使室温超导材料得到验证,室温超导的商业化落地时间还无从判断。