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室溫超導圣杯又被摘下了?讓子彈先飛一會兒

  • 分類:最新消息
  • 作者:華訊知識產權
  • 來源:
  • 發布時間:2023-08-04 13:23
  • 訪問量:

【概要描述】

室溫超導圣杯又被摘下了?讓子彈先飛一會兒

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近日,韓國研究人員在預印本網站arXiv平臺上張貼了名為“首個室溫常壓超導體”的論文(一作和二作是LeeKim),聲稱LK-99(一種銅摻雜的鉛磷灰石材料)可以在127℃以下表現出超導性。該論文一經發表就轟動了整個科學界。

超導即超級導電,是一種物質在極低溫度下呈現零電阻和完全抗磁性(又稱邁斯納效應”)的現象,目前主要應用于大規模集成電路、高壓輸電線、磁懸浮列車等場景。室溫超導,就是在室溫/常溫條件下實現超級導電。超導材料是實現超導效應的關鍵,但目前的超導材料只有在大約零下二百多度才會進入超導狀態,所以很難大規模應用??茖W界認為,室溫超導的實現,會在能源、交通、計算、醫療檢測等諸多領域產生變革,是諾貝爾獎級別的成果。

事實上,近年來,有關發現“室溫超導”的傳聞一直沒斷過,但最后總是無法實現研究的復現,不了而了。2015年,德國物理學家Mikhail Eremets團隊220 GPa下,203K(約-70℃)的硫化氫結構中發現了超導性。到2018年,德國化學家Eremets發現十氫化鑭在170 GPa,臨界溫度250 K-23℃)下有超導性出現。2019年美國科學家Maddury Somayazulu進一步在約190 GPa下,260 K(約-13.15℃)時發現氫化鑭材料超導電性。202010月,《自然》雜志報道了印度裔物理學家Ranga Dias聯合內華達大學等團隊在室溫超導領域的突破,實現了15,267 GPa的壓力下的碳氫硫化物超導。該文章后被發現在數據處理方面存在問題,記載的研究亦無法實現復現,最后以被撤稿告終。被撤稿6月后,Ranga Dias今年37日的美國物理學春季年會上舉行講座,再次宣稱他的團隊創造出了一種由氫、氮和稀土金屬镥反應所得的室溫超導材料,這種材料在21和大約1Gpa的壓力下,能以零電阻的形式傳導電流。但此舉仍舊被同行認為造假。

本次韓國研究人員發表的論文跟上述Ranga Dias的室溫超導論文不一樣,各種證據和流程都有。探索該論文誕生的簡史,亦驚奇發現該韓國團隊已經在這條路上走了20年左右了。當然,科學研究終究不是一家之言,任何科學研究都應該經得起推敲和驗證。好在論文所公開的室溫超導材料的合成路徑只有三步,簡單到被網友認為屬于高中生手搓級別的,因此目前已引發了全世界各大實驗室的復現狂潮。

2023.8.1上午,北京航空航天大學與中科院沈陽材料科學國家實驗室發布了兩篇關于復現LK-99的論文,實驗結果均不理想,未發現LK-99的超導性,但沒有對該材料的超導性下定論。同日,美國勞倫斯伯克利國家實驗室的研究人員也發布了一篇論文,表示自己證實了LK-99存在超導特征,具體能否實現超導需要等待實驗結果。同日,Twitter上發布了俄羅斯科學家Iris Alexandra成功制備出了具備常溫抗磁性的LK-99晶體的消息,而常溫抗磁性正是超導晶體的標志之一。同日下午,B站出現了LK-99抗磁性驗證視頻,稱華中科技大學材料學院博士后武浩、博士生楊麗,在常海欣教授的指導下,首次成功驗證合成了可以磁懸浮的LK-99晶體。該團隊驗證了樣品材料的邁斯納效應,邁斯納效應現象的出現表明韓國團隊的報告可能不是完全造假,但是材料的超導性能等有待進一步制備更多樣品通過測試材料電阻等試驗來驗證。

總結來說,到目前為止,復現試驗只能表明LK-99具有一定的抗磁性,沒有強烈的證據證明LK-99是常溫常壓超導材料,加上韓國團隊論文有部分錯誤信息,所以多位業內專家依舊持質疑態度。現在我們面臨的局面,至少是獲得了一種新抗磁材料,而這已經對人類進步做了一些貢獻。如果后續LK-99獲得驗證,則新的室溫超導材料不僅在日后顛覆諸多行業,引發一場產業革命,甚至于會顛覆過去凝結的一些物理學界共識。值得一提的是,室溫超導LK-99這種材料早在2021825日就被韓國團隊申請專利,今年3月才公開,且目前正積極通過PCT途徑準備進入各個國家尋求專利保護。如果LK-99的專利最終獲得授權,這項重大技術基礎專利或將壟斷相關市場。有意思的是,在韓國科研團隊發布室溫超導論文三天后,美國專利商標局就授權了Taj Quantum公司的一個室溫II型超導體專利??梢愿惺艿玫?,背后正暗流涌動著大國之間的科技競爭和知識產權競爭。

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