自帶流量的“室溫超導(dǎo)”又雙叒叕來了。7月22日，韓國量子能源研究中心公司相關(guān)研究團隊在預(yù)印本網(wǎng)站上先后公布兩篇類似論文，宣稱一種命名為LK-99的銅摻雜鉛磷灰石材料擁有“室溫+常壓”超導(dǎo)能力，系全世界首款室溫常壓超導(dǎo)材料。
室溫超導(dǎo)，即在常溫條件下實現(xiàn)的超導(dǎo)現(xiàn)象。此前的超導(dǎo)材料，均需在較低溫度下才能進入超導(dǎo)狀態(tài)。韓國研究團隊聲稱合成的室溫常壓超導(dǎo)體的臨界溫度為127℃，倘若該成果被驗證，能源、交通、量子計算等多領(lǐng)域有望迎來顛覆性變革。
由于上述論文給出了詳細的合成步驟，不少學(xué)術(shù)界人士表示，步驟不復(fù)雜，可以復(fù)現(xiàn)。而如此“手搓材料”的方式，在各大社交平臺上引發(fā)熱議：是開啟第四次工業(yè)革命的新紀元？還是打臉翻車？
今年以來，超導(dǎo)領(lǐng)域消息不斷，先是美國Dias在3月搞了個大新聞，繼而韓國科學(xué)家合成出400K超導(dǎo)材料，再有我國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)液氮溫區(qū)鎳氧化物超導(dǎo)體......當(dāng)下，關(guān)于LK-99的熱潮剛剛開始，國際上多個科研團隊正“快馬加鞭”試圖重現(xiàn)LK-99。
實現(xiàn)“室溫超導(dǎo)”？有待進一步驗證
7月29日，中國科學(xué)院金屬研究所研究員劉培濤在預(yù)印本網(wǎng)站提交題為《關(guān)于 Pb10-xCux(PO4)6O (x=0, 1) 電子結(jié)構(gòu)的第一性原理研究》的論文。
“LK-99在費米能級附近的能帶結(jié)構(gòu)具有半填充平坦帶和全占據(jù)平坦帶的特征。這兩個平坦帶既來自1/4占據(jù)的氧原子的2p軌道，也來自Cu的3d軌道與其最近相鄰氧原子的2p軌道的雜化?！毖芯繄F隊在上述兩個平坦帶上觀察到四個范霍夫奇點，“這表明在低溫下電子對結(jié)構(gòu)畸變的不穩(wěn)定性?！?/p>
31日，北京航空航天大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院劉知琪教授團隊在預(yù)印本網(wǎng)站提交題為《由Pb2SO5和Cu3P燒結(jié)而成的Pb10-xCux(PO4)6O中的半導(dǎo)體傳輸》的論文。他們根據(jù)韓國團隊公布的方法合成了LK-99，但沒有發(fā)現(xiàn)其具有超導(dǎo)性，“反而發(fā)現(xiàn)了類似半導(dǎo)體的特性”。
當(dāng)日，美國勞倫斯伯克利國家實驗室（LBNL）研究員西尼德·M·格里芬在預(yù)印本網(wǎng)站arXiv提交題為《銅摻雜的鉛磷灰石中相關(guān)孤立扁平帶的起源》論文。她認為，計算結(jié)果顯示，LK-99可能存在超導(dǎo)性能。
更有趣的是，韓國研究團隊之外，美國也曝出室溫超導(dǎo)體的新研究成果。
圖片來源：泰吉量子
美國泰吉量子（Taj Quantum）公司31日宣布新發(fā)現(xiàn)一種室溫超導(dǎo)材料，系一種石墨烯泡沫材料。泰吉量子稱：“這種獨特的II型超導(dǎo)體（專利號：17249094）可在較寬的溫度范圍內(nèi)工作，包括遠高于室溫的溫度，從約-100°F(-73°C) 到約302°F (150°C)，這是在超導(dǎo)領(lǐng)域中并不常見的一種特性。”但更多的實驗數(shù)據(jù)也未公布。
到8月1日——B站UP主“關(guān)山口男子技師”宣布，他們已合成了可以磁懸浮的LK-99晶體，該晶體懸浮的角度比韓國量子能源研究中心的CEO Sukbae Lee等人獲得的樣品磁懸浮角度更大，有望實現(xiàn)真正意義的無接觸超導(dǎo)磁懸浮。據(jù)悉，該UP主來自華中科技大學(xué)，其所在的團隊是由華中科大材料學(xué)院教授常海欣帶領(lǐng)，成員是博士后武浩、博士生楊麗。
果殼也指出，成功復(fù)現(xiàn)磁懸浮只能證明LK-99具有抗磁性，即與磁鐵之間存在排斥力，并不能證明它具有韓國團隊宣稱的常溫超導(dǎo)特征。所謂完全抗磁性，只是超導(dǎo)體的必要條件，而非充分條件。想要驗證LK-99是否為室溫超導(dǎo)體，關(guān)鍵還是測量樣品是否表現(xiàn)出零電阻特性。可惜的是，受到樣品條件限制，復(fù)現(xiàn)磁懸浮的樣品還無法用于測量電阻。華中科大的實驗室已在制備新一批樣品，希望能進一步測量出LK-99的電阻特性。
假象與希望齊飛，讓子彈飛一會兒
7月28日，南京大學(xué)物理學(xué)院教授聞海虎在接受澎湃科技采訪時表示，“大部分（熱議）人都不是做超導(dǎo)的”“我們仔細分析了他們的數(shù)據(jù)，從三個方面——電阻、磁化和所謂的磁懸浮，都不足以說明它是超導(dǎo)現(xiàn)象（材料）”“我們判斷（它所謂的超導(dǎo)）極有可能是個假象”。
而是否真的存在一種材料能夠在常溫常壓下進入超導(dǎo)狀態(tài)？聞?；⒈硎?，不排除存在。但這是很遠大的一個目標(biāo)，至于在我們有生之年能不能看見，不知道。
天風(fēng)國際證券分析師郭明錤8月2日在社交平臺發(fā)文：“常溫常壓超導(dǎo)體商業(yè)化的時程并沒有任何能見度，但未來若能夠順利商業(yè)化，將對計算器與消費電子領(lǐng)域的產(chǎn)品設(shè)計有顛覆性的影響。計算器與消費電子的技術(shù)與材料創(chuàng)新，都是為了要實現(xiàn)高速運算、高頻高速傳輸、小型化等要求，而超導(dǎo)狀況 (電阻消失) 特性將會顛覆既有的產(chǎn)品設(shè)計與材料/技術(shù)采用，如：不再需要散熱系統(tǒng)、光纖/高階CCL被取代、先進制程門坎降低等，讓即便是小如iPhone的行動裝置，都能擁有與量子計算機匹敵的運算能力?！?/p>
韓國科研團隊的“室溫超導(dǎo)”最終走向尚在晦暗不明中，有待更多科研院所進一步實驗驗證。但令集微網(wǎng)想起一樁往事：今年3月7日，美國羅切斯特大學(xué)朗加·迪亞斯（Ranga Dias）在美國物理學(xué)會會議上宣稱其研發(fā)的一種镥氮氫材料在近1萬個大氣壓（1 GPa）下實現(xiàn)室溫超導(dǎo)。
僅8天后，聞?；F隊在預(yù)印本網(wǎng)站提交一篇包括9個作者、長達16頁的研究論文，題為《氮摻雜氫化镥（LuH2±xNy）近環(huán)境條件下不存在超導(dǎo)性》，“打臉”Dias 研究結(jié)論。論文結(jié)論稱：“實驗清楚地表明，從環(huán)境壓力到6.3 GPa，溫度低至10K（約-263攝氏度），镥氮氫材料LuH2±xNy中不存在超導(dǎo)性。”
國泰君安指出，超導(dǎo)材料具備顯著性能優(yōu)勢，但室溫超導(dǎo)仍處于實驗室研發(fā)階段。超導(dǎo)體可以在特溫度以下呈現(xiàn)零電阻特性，且不產(chǎn)生焦耳熱，可應(yīng)用于大規(guī)模集成電路；超導(dǎo)體可以避免電勢下降和能量衰減，能承載較大電流且無損耗，可以解決電力的遠距離傳輸問題；超導(dǎo)體完全抗磁性的特性使其能顯著提升磁懸浮列車的高速性能；超導(dǎo)材料的突破有望推動可控核聚變技術(shù)的進度。目前超導(dǎo)體的制取對環(huán)境溫度和壓力的要求極高，室溫超導(dǎo)體的研發(fā)具有理論可行性但操作難度大，從韓國研究團隊和網(wǎng)傳的其他實驗情況看，可能僅驗證了材料的抗磁性特征，并沒有充分驗證材料的零電阻特性，因此對室溫超導(dǎo)材料的研究和商業(yè)化進程應(yīng)保持理性客觀的態(tài)度，密切跟蹤后續(xù)實驗驗證情況。
這顆射向未來的“子彈”，恐怕還要再飛會兒。（校對/趙碧瑩）
