新闻资讯 >> 行业新闻

Time And News

当前位置: 主页 > 新闻资讯 > 行业新闻
再次激发热议!新型LK-99材料在7℃超导?这次会不会又是乌龙?
2024-06-16

不久前,韩国的LK-99超导材料再度成为热点话题,一系列令人震惊的消息接连传出。有人声称已经成功改良了制备方法,成功复制出LK-99材料,并在相对较高的温度下观察到了超导现象。这一突破引起了广泛关注,也引发了有关LK-99室温超导性的热烈讨论。

室温超导一直是物理学家们期待抵达的高峰。在探索室温超导的百余年中,LK-99不是第一种被宣称实现室温超导的材料,也不是第一种在后续验证中陷入争议的材料。事实上,很多所谓的"室温超导体"最后都无法定论,物理学家们将其类比为不明飞行物UFO,称其为"不明超导体"USO(Unidentified Superconducting Object)。

备受瞩目的"超导"究竟是什么

再次激发热议!新型LK-99材料在7℃超导?这次会不会又是乌龙?

再次激发热议!新型LK-99材料在7℃超导?这次会不会又是乌龙?

日前,韩国研究团队打造的LK-99材料,让室温超导的概念又一次被推上风口浪尖。然而,在后续其他科学家的复现工作中,不管是实验还是理论计算,论文结果都大相径庭,有的论文给出了支持超导的几项证据,有的认为只是普通磁性材料,甚至是杂质的假信号。最终,经过数十次的重复,许多专家确信LK-99并不是室温超导体。

室温超导究竟是什么?为何能让科学界如此重视?这还得从超导现象的发现说起。

1911年4月8日,荷兰物理学家海克·卡末林·昂内斯通过实验发现了超导现象,即导体在特定条件下(如温度、压强、磁场等)电阻为0的现象。昂内斯将汞放到液氦中冷却,结果发现被冷却到4.2K(-269℃)的汞突然没有了电阻。

在昂内斯观察到超导现象之前,物理学家们对于导体在接近绝对零度时的导电性质并没有一个统一的意见,有的物理学家甚至猜测电流在接近绝对零度的导体中会几乎完全停滞,也就是说导体的电阻会趋于无穷大,就连19世纪著名的物理学家、冠名绝对温标单位的开尔文勋爵也是这么认为的。显而易见,昂内斯的发现平息了关于导体在低温下会有什么性质的争论。后来,昂内斯获得诺贝尔物理学奖,发现超导现象正是其获奖的重要贡献之一。

超导其实是物质的一种特殊状态,它有两个最主要的衡量指标:临界温度和临界磁场,而它的特性是零电阻性和完全抗磁性,这样的特性让超导的应用前景十分广阔。例如,超导体电阻为零,可以无损耗地运输电力;它有完全的抗磁性,液氮超导磁悬浮就是很直观的表现;它可以很方便地按照电磁感应定律产生强大的磁场,用于医院里的核磁共振……但昂内斯观察到的超导现象,需要的温度是-269℃,如此低的温度意味着超导体基本没有任何日常实用的可能性。

如果想将超导体应用到现实中,那么必须有接近日常生活的工作温度和压强环境。因此,在确认超导现象存在以后,如何将产生超导的温度和压强推进到接近日常状态,即研究室温超导便成了物理学家们的夙愿。

无论如何,关于室温超导的一言一行如此受到广泛关注,与人们愈发意识到超导体的重要性及现代科学技术的发展分不开。

新LK-99在7℃超导?

再次激发热议!新型LK-99材料在7℃超导?这次会不会又是乌龙?

再次激发热议!新型LK-99材料在7℃超导?这次会不会又是乌龙?

推特上的俄罗斯博主艾莉斯·亚历山德拉通过替换原材料中的硫酸铅为硅酸铅,制备出新型的LK-99材料,并在较高温度下观察到电阻降为零的现象,即0电阻转变。这一发现令人震惊,也激发了更多关于LK-99的研究兴趣。

同时,抖音账号"牛顿的烈焰激光剑"发布了一段疑似悬浮现象的视频。在该视频中,作者使用显微镜放大了LK-99材料与磁铁的接触面,发现了微小的微米级接触点。一些专业人士认为这可能是抗磁性的迹象,甚至提出了磁通钉扎的解释。然而,对于这种微小的现象,一些人表示还不能下出确定的结论,因为样品过于微小,环境条件的微小变化都可能导致不同的结果。

值得注意的是,LK-99团队一直坚称LK-99是超导相和铁磁相等共存的化合物。金炫卓教授认为,LK-99实际上是一个超导和非超导相的混合物,这一观点与他之前的回应中科院物理所的论文一致,即在低温下,LK-99材料中存在半导体相和超导相的共存。他还指出,在非常优质的样品中,已经观察到了零电阻现象,这也与中国东南大学的测量结果相符。因此,未来的关键是如何剔除混合物中的其他相,以获得纯粹的超导材料。

除了金炫卓教授的观点外,汉阳大学的名誉教授吴根浩也提出了重要观点。他指出,虽然理论在论文中已经介绍了,但外部研究人员可能需要一年的时间来学习这一方法,并且未来可能会有更好的热处理流程出现。他还强调了铜的添加位置对于LK-99的制备至关重要,铜必须被精确地置于特定位置,否则就会破坏磷灰石的结构,从而失去超导性。

总结起来,LK-99被认为是一个含有超导材料和其他材料的混合物,未来需要通过技术发展来提纯材料,这也是LK-99团队一直在努力追求的目标。同时,要将LK-99中的超导体应用于商业化,还需要大规模的资金和制造能力。

此外,SEIZE在一期的LK-99视频中采访了金炫卓教授,问及如果LK-99最终不是超导体,将如何应对。金炫卓教授表示,他们只是将研究成果写成论文发表,而不是故意宣传。这表明韩国团队坚信超导和铁磁可以共存,因此目前观察到的半悬浮和电阻未完全降为零的现象并不成问题。

总的来说,LK-99材料的超导性问题尚未得到确凿的证据,但韩国团队坚信LK-99是超导材料和其他相共存的混合物,并已开始着手商业化应用。科学界和民间对于这一突破性发现的态度各不相同,但无论如何,LK-99的研究仍然在不断发展,未来将为我们揭示更多的谜团。

假如常温常压下实现超导

再次激发热议!新型LK-99材料在7℃超导?这次会不会又是乌龙?

再次激发热议!新型LK-99材料在7℃超导?这次会不会又是乌龙?

室温超导是科学家们一直追逐的梦想。超导材料在低温下能够以零电阻运输电流,带来了巨大的应用潜力,尤其是在能源传输和储存方面。然而,过去室温超导材料一直只存在于科学幻想之中,而未能在实验室中稳定实现。韩国科学家的室温超导材料发现,目前存在巨大争议,但掀起了一轮超导研究的高潮。

最新的常温超导进展包括发现和制备了一系列新型材料,如含氧化镍、氢化物等,它们在相较高的温度下(高于液氮温度-196℃)能够实现超导转变。这些新型材料的发现使得超导技术的应用范围得以拓展,具备了更大的商业潜力。此外,研究人员还发现了新的超导机制和理论,有助于深入理解超导现象。假如常温常压下实现超导,这将让我们的生活发生翻天覆地的变化。

首先,常温超导将带来能源革命。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。目前,电力运输耗损一般为6%-7%,远距离输电则耗损更大。而常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。无耗损的电力传输和高效的能源存储将对普通百姓生活产生很大影响,比如降低电费,新能源汽车实现充电5分钟行驶2000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。

此外,更可能影响国际格局。毕竟,现在国际政治博弈中其实主要有两大重点:第一,能源;第二,能源的运输。如果超导能够较小成本地解决能源无损运输,甚至可以考虑在撒哈拉沙漠这种无人区,全都铺上太阳能板,然后把电再无损地送到全球各地,冲突和博弈的格局必将发生变化。

其次,常温超导促进工业科技的升级换代。例如,为制造运行速度更快的计算机、超灵敏传感器等奠定基础。目前,计算器与消费电子的技术与材料创新,都是为了要实现高速计算、高频高速传输、小型化等要求,而超导 特性将会颠覆既有的产品设计与材料、技术,如:不再需要散热系统、光纤/高端CCL(铜箔基板)被取代、先进制程门槛降低等,让即便是小如iPhone的移动装置,都能拥有与量子计算机匹敌的运算能力,能量利用的效率直接上天了。可以说,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。

世界上还有很多东西需要用到磁。比如核磁共振仪,也就是MRI。MRI需要用到超导磁铁。而目前的技术下,超导磁铁需要保持很低的温度,需要消耗大量液氮来冷却,这也是核磁共振检查费用比较高的其中一个原因。如果超导实现了,核磁技术也将迎来变化。在半导体产业链,超导现象的应用落地也将是一大福音。因为目前半导体制程需要大量能量,如台积电、三星的先进晶圆制程需要消耗电力,预计2025年台积电用电量将占中国台湾整体的12%,若超导体的技术可行,将大大降低晶圆厂的能源消耗。

再者,超导将推进可控核聚变的研究。目前,可控核聚变还很难实现,科学家研究的方向,主要就是在核聚变的周围,用巨大的磁场,约束住爆炸产生的各种高能粒子,然后缓慢释放,这样就能做到加以利用。我国在合肥建设的全球首个全超导托卡马克东方超环(EAST)装置就是利用这样的原理,但装置外面的超导体却需要维持在零下200度等极端条件,这让相关装置成本极高。如果常温超导成功了,必将非常有效地推动可控核聚变的发展。

文章来源: 久久故事会,北京日报客户端,青涩雪碧umC,一览众山天行健


启宏线缆有限公司
400-0319-817

启宏线缆

保存图片,微信识别二维码

微信公众号:qihongxianlan

(点击公众号复制,添加关注)

  打开微信