近日,有韓國科學(xué)家團(tuán)隊宣稱發(fā)現(xiàn)了全球首個室溫超導(dǎo)材料——“改性鉛磷灰石晶體結(jié)構(gòu)(LK-99)”。
這一消息在物理學(xué)界引起轟動,不少團(tuán)隊都開始對韓國團(tuán)隊的發(fā)現(xiàn)展開了研究。
除此之外,發(fā)現(xiàn)“室溫超導(dǎo)材料”的消息也帶動資本市場對超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的關(guān)注。
【資料圖】
“室溫超導(dǎo)”引發(fā)全球競爭
中國多個團(tuán)隊展開驗證
8月1日,B站UP主“關(guān)山口男子技師”首發(fā)視頻宣布: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。
簡介顯示,該UP主來自華中科技大學(xué),其所在的團(tuán)隊是由華中科技大學(xué)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。
據(jù)財聯(lián)社報道,對今日B站UP主上傳的題為“LK-99(潛在室溫超導(dǎo)材料)驗證”實驗視頻,華中科技大學(xué)常海欣教授向記者證實,該視頻確實出自所屬團(tuán)隊。截至發(fā)稿,上述視頻在B站播放量已超430萬。
從發(fā)布的視頻來看,華中科技大學(xué)研究團(tuán)隊合成的LK-99晶體,即是顯微鏡下的“小黑點”,直徑以微米計算。將一塊釹鐵硼磁體放在其下,“小黑點”隨著釹鐵硼磁體的靠近和遠(yuǎn)離,不停地倒下或立起,無論S極還是N極均產(chǎn)生上述反應(yīng),即排斥和磁極無關(guān),顯現(xiàn)出抗磁性。
而在兩天前,UP主“關(guān)山口男子技師”還在B站上表示,“抗磁性有,比較弱。零阻沒有,整體就一半導(dǎo)體曲線,估計如果有超導(dǎo)相,也是微量的超導(dǎo)雜質(zhì),不能形成連續(xù)的超導(dǎo)通過?!?/p>
但該UP主也指出,目前只驗證了邁斯納效應(yīng),只有一片幾十微米大小的樣品,若進(jìn)一步測電阻還需等下一批樣品出來。
據(jù)上海證券報,記者輾轉(zhuǎn)聯(lián)系到一位接近華中科技大學(xué)材料學(xué)院常海欣教授課題組的人士,對方稱:“一切還沒有定數(shù),常老師讓關(guān)注一下他們官方發(fā)布的消息?!?/p>
近日,全球多個團(tuán)隊均投入復(fù)現(xiàn)驗證實驗中。據(jù)界面新聞,北京航空航天大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院、中國科學(xué)院金屬研究所沈陽材料科學(xué)國家研究中心的科研人員也對韓國團(tuán)隊的研究進(jìn)行了驗證。其中,北京航空航天大學(xué)團(tuán)隊發(fā)布的論文顯示,他們根據(jù)韓國團(tuán)隊合成的材料,沒有檢測到超導(dǎo)性。
7月31日,東南大學(xué)教授孫悅(B站博主“科學(xué)調(diào)查局”)發(fā)布“室溫超導(dǎo)復(fù)現(xiàn)實驗-全流程”實驗視頻,視頻中表示無超導(dǎo)磁懸浮現(xiàn)象,是否是室溫超導(dǎo)依然有待驗證。
此次韓國科研團(tuán)隊的“室溫超導(dǎo)”是否能夠真正實現(xiàn),仍有待更權(quán)威機(jī)構(gòu)和實驗證實。
事實上,今年3月,美國羅切斯特大學(xué)教授朗加·迪亞斯(Ranga Dias)就曾經(jīng)宣布,發(fā)明了21℃的室溫條件下就能超導(dǎo)的材料,但需要加壓到1萬個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。迪亞斯海在報告中公布了相關(guān)實驗數(shù)據(jù),引發(fā)人們廣泛關(guān)注。
隨后,南京大學(xué)物理學(xué)院聞?;F(tuán)隊經(jīng)過實驗驗證后,對迪亞斯團(tuán)隊這項研究結(jié)果提出質(zhì)疑。中科院物理所程金光團(tuán)隊也公開發(fā)表論文,對相關(guān)結(jié)論表示質(zhì)疑。
中國科學(xué)院金屬研究所孫巖研究員和劉培濤研究員也在接受媒體采訪時表示,他們主要進(jìn)行了理論計算,從計算結(jié)果看,LK-99有室溫超導(dǎo)的可能性:從能帶的角度給出了一些解釋,“但是不confirm”(不是證實)。
國內(nèi)一家超導(dǎo)領(lǐng)域龍頭企業(yè)的團(tuán)隊技術(shù)負(fù)責(zé)人也對記者表示,“即使最后能證實該材料具有常溫超導(dǎo)的可能,也不一定代表它具有實用性。其次,即便它有實用性,想做成產(chǎn)業(yè)化的帶材,所需的時間也是無法估量的?!睋?jù)該技術(shù)負(fù)責(zé)人介紹,想要認(rèn)定室溫超導(dǎo),首先需要做零電阻測量,再加上較為穩(wěn)定的騰空懸浮才能證實。
什么是“室溫超導(dǎo)”?
為什么這么受關(guān)注?
超導(dǎo)是指某些物質(zhì)在一定溫度條件下(一般為較低溫度)電阻降為零的性質(zhì)。1911年荷蘭物理學(xué)家H·卡茂林·昂內(nèi)斯發(fā)現(xiàn)汞在溫度降至4.2K附近時突然進(jìn)入一種新狀態(tài),其電阻小到實際上測不出來,他把汞的這一新狀態(tài)稱為超導(dǎo)態(tài)。目前大多數(shù)簡單金屬或合金材料的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度都在40K(-233℃)以下,限制了超導(dǎo)材料的廣泛應(yīng)用;目前僅發(fā)現(xiàn)銅氧化物超導(dǎo)體和鎳氧化物超導(dǎo)體2種轉(zhuǎn)變溫度達(dá)到液氮溫區(qū)77 K(-196℃)的非常規(guī)超導(dǎo)材料體系。
此次韓國科研團(tuán)隊公布的超導(dǎo)材料體系在“室溫常壓”(轉(zhuǎn)變溫度約400 K(127℃))下即展現(xiàn)超導(dǎo)性。若被復(fù)現(xiàn)成功,這將是超導(dǎo)領(lǐng)域革命性的進(jìn)步。
浙商證券研報分析指出,目前超導(dǎo)材料的應(yīng)用局限于低溫和高壓環(huán)境,如果室溫常壓超導(dǎo)材料取得突破,將在能源、交通、計算、醫(yī)療檢測等諸多領(lǐng)域產(chǎn)生變革。包括:
更高效的能源傳輸、轉(zhuǎn)換與存儲:超導(dǎo)材料利用零電阻的特性,可以無損耗地傳輸電力,使得能源傳輸效率、穩(wěn)定性和可靠性極大提升。
更高速的交通方式:超導(dǎo)材料帶來電能傳輸效率的提升和磁懸浮列車降低成本的可能,將直接影響高速交通方式變革。
更快的信息處理速度:超導(dǎo)材料在低溫環(huán)境下具有高度的量子特性,可用于構(gòu)建量子計算機(jī),運(yùn)算速度遠(yuǎn)超現(xiàn)有計算機(jī),或?qū)⒃谛畔⑻幚眍I(lǐng)域帶來巨大變革。
更先進(jìn)的治療手段:超導(dǎo)材料在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用,例如MRI、超導(dǎo)線圈等。
常溫常壓下超導(dǎo)材料的出現(xiàn),將為醫(yī)療設(shè)備的小型化和便攜化提供可能,推動醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步。
上述研報進(jìn)一步指出,由于韓國團(tuán)隊LK-99體系的性能(臨界溫度、壓力)大幅超越以往超導(dǎo)材料體系,對該成果持質(zhì)疑態(tài)度的研究者不在少數(shù)。此次韓國研究團(tuán)隊在預(yù)印本平臺上傳的論文中詳細(xì)披露了具體的合成方案,目前已有研究團(tuán)隊嘗試復(fù)現(xiàn)該成果,預(yù)計很快將會有進(jìn)一步的驗證結(jié)果。
同時該機(jī)構(gòu)還認(rèn)為,今年以來,室溫常壓超導(dǎo)領(lǐng)域頻發(fā)突破性研究成果,每一次都引起全球科學(xué)家的關(guān)注,究其原因,便是室溫超導(dǎo)的實現(xiàn)將深刻變革目前的能源體系、信息處理與傳輸體系,并在醫(yī)療檢測、高速交通乃至可控核聚變等諸多領(lǐng)域帶來進(jìn)步。盡管目前相關(guān)技術(shù)仍不成熟可靠,但每一點技術(shù)革新的可能都值得持續(xù)關(guān)注。
股市超導(dǎo)概念大漲
多家概念股回應(yīng)
盡管LK-99的超導(dǎo)性仍有待進(jìn)一步研究與驗證,但資本市場已經(jīng)對超導(dǎo)概念做出顯著反應(yīng)。8月1日,Wind超導(dǎo)概念股中,法爾勝、百利電氣、永鼎股份漲停,西部超導(dǎo)漲逾7%,聯(lián)創(chuàng)光電上漲6.3%。
對此,《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者逐一聯(lián)系了上述公司。針對LK-99是否具備超導(dǎo)性,行業(yè)公司方面普遍持觀望態(tài)度,有公司表示,難以武斷判定是否成功,還需要充分、反復(fù)的實驗論證。同時,即便此次室溫超導(dǎo)材料確證為真,距離實現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用也需要較長的時間。
其中,永鼎股份主營產(chǎn)品中有第二代高溫超導(dǎo)帶材及其應(yīng)用設(shè)備,以及超導(dǎo)(通用)電氣產(chǎn)品;聯(lián)創(chuàng)光電以高溫超導(dǎo)磁體技術(shù)為核心開展行業(yè)應(yīng)用,包括感應(yīng)加熱和單晶硅生長爐等領(lǐng)域;百利電氣旗下有子公司從事高溫超導(dǎo)材料的研發(fā);西部超導(dǎo)則是目前國內(nèi)唯一的低溫超導(dǎo)線材商業(yè)化生產(chǎn)企業(yè)。
盡管法爾勝被部分機(jī)構(gòu)劃入超導(dǎo)概念股,并于近日錄得五天三板,但公司主要從事金屬制品業(yè)務(wù)和環(huán)保業(yè)務(wù),似乎并不涉及超導(dǎo)領(lǐng)域。對此,8月1日,《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者以投資者身份致電公司,法爾勝方面表示公司并無超導(dǎo)相關(guān)業(yè)務(wù)。
此外,對于近期“室溫超導(dǎo)材料”成功的可能性,上述公司的回應(yīng)總體上呈現(xiàn)觀望情緒。
西部超導(dǎo)方面表示,該項技術(shù)目前還在實驗階段,公司不便做太多評價,正在密切關(guān)注。永鼎股份方面表示,公司也在等待驗證的過程,可能需要反復(fù)的驗證、求證才是秉承科學(xué)性的原則,這需要一定的時間和更加科學(xué)性的描述,才能讓大家有一個更準(zhǔn)確的認(rèn)識。
目前,超導(dǎo)領(lǐng)域上市公司主要圍繞低溫超導(dǎo)和高溫超導(dǎo)布局,此次的室溫超導(dǎo)材料若確證成功,將對這些公司產(chǎn)生哪些影響?
聯(lián)創(chuàng)光電方面表示,公司做的超導(dǎo)磁體是超導(dǎo)材料的下游,其磁體可以用低溫超導(dǎo)、高溫超導(dǎo),也可以用室溫超導(dǎo)。目前,公司選擇使用高溫超導(dǎo),是因為高溫超導(dǎo)的載流特性和制冷條件都是比較起來更優(yōu)的選擇。“假設(shè)室溫超導(dǎo)出來之后,那么我們完全可以采用室溫超導(dǎo)的方案,它的成本肯定是更低的。如果把室溫超導(dǎo)做成磁體對接下游,肯定市場空間更加廣泛?!?/p>
同時,聯(lián)創(chuàng)光電方面也表示,短期來看,室溫超導(dǎo)對公司而言可能是一個熱點,但對業(yè)務(wù)而言并沒有很快的促進(jìn)作用。因為新材料從出現(xiàn)到真正實現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用,可能需要二三十年的時間。
“像高溫超導(dǎo)材料釔鋇銅氧,是在上世紀(jì)90年代的時候發(fā)現(xiàn)的,但是到這個材料變成帶材也過了二三十年的時間,這中間有比較長時間的孵化,也是帶材成熟了之后,我們也才可以使用帶材去做超導(dǎo)的應(yīng)用。”
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