7月31日,韓國一研究團隊在arXiv公布論文宣稱發(fā)現(xiàn)常壓室溫超導體LK-99后,掀起了全球室溫超導復現(xiàn)實驗的熱潮。那么什么是超導材料?LK-99為何能引發(fā)科學界的轟動?室溫超導意味著什么?
目前超導材料的應用案例中,上海做了1.2公里的超導電纜,深圳平安大廈下面也做了400米的超導電纜,目前超導材料的商業(yè)化應用狀況如何?哪些因素制約了它的大量應用?
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如果LK-99的發(fā)現(xiàn)屬實,將對哪些行業(yè)產生巨大影響?
本期《鈦度熱評》特邀資深媒體人一起就話題“LK-99引發(fā)全球‘煉丹’,室溫超導將帶來什么?”進行了討論,下面是部分觀點集錦。
關于什么是超導材料?LK-99為何能引發(fā)科學界的轟動?室溫超導意味著什么?
藍媒匯聯(lián)創(chuàng)兼運營總監(jiān)岳輕表示,這次超導消息之所以能引起如此大的轟動,一方面是室溫超導脫離了嚴苛的使用環(huán)境,代表了更先進的電力傳輸方式、將損耗大幅度降低,另一方面是超導材料是補足可控核聚變的重要一環(huán)。
以往有沒有超導實際應用案例?答案是有的。但此前所誕生的均為低溫超導,也就是實際使用中必須在近零下200多度的環(huán)境中,不具備大規(guī)模落地的可能。因此目前超導體多還在實驗室中,靜待有一天實現(xiàn)技術突破。如果LK-99屬實,實現(xiàn)了室溫超導,那小到手機、電車快充,大到磁懸浮、星際旅行,人類真正可以展望能源自由了。
室溫超導在材料學中屬于玄學范疇,天量的材料組合方式、疊加天量的工藝手段,所誕生的不同種類材料能以數(shù)萬億計,想要在其中恰巧找到它,概率不啻于在宇宙中找到一顆和地球一模一樣的星球。而這次LK-99的誕生,也是很多人暢想是否韓國科學家找到了那奇跡的萬億分之一的可能。
遺憾的是,在目前展現(xiàn)出來的所有證明中,越來越傾向這是一起烏龍事件。它只是表面看起來像超導,但實際大相徑庭。之所以熱度一直高漲的原因,除了人類對能源自由、對高生產力、對星辰大海的渴望外,還有資本市場在其中推波助瀾。這場關于人類命運的暢想終究還是一場美夢。
比特財經主編鄒震表示,最近,一支韓國科學家團隊的論文在預印本服務器arXiv.org上引起了轟動。他們聲稱已經發(fā)現(xiàn)了一種名為LK-99的化合物。中國國內科學家的實驗結果也印證了LK-99這種常溫超導現(xiàn)象材料的可復制性。此外,美國勞倫斯伯克利國家實驗室運用大型計算機對LK-99進行了全面模擬計算,并得出了支持韓國研究人員結論的結果。雖然這距離LK-99走向真正的商用還有太遠的距離,但這至少指明了一條可行路徑的方向。
“LK-99”超導體具有極低的電阻和很高的電流承載能力,這使得其在能源傳輸和儲存方面具有巨大潛力。相比傳統(tǒng)的導線材料,該超導體能夠大幅提高能源傳輸效率,減少能源損耗,為可再生能源的開發(fā)和利用提供了新的可能性。目前全球數(shù)據(jù)中心耗能已接近三峽大壩兩年的發(fā)電量,要持續(xù)發(fā)展算力,能源是必須要闖過去的一關,在這方面,LK-99應用前景可謂是一片光明。
其次是“LK-99”超導體的獨特性能使其成為研究高能物理、量子計算和量子通信等領域的理想材料。應用LK-99,一臺iPhone大小的掌上終端,就可能擁有量子計算機的算力。因此,未來它將顛覆整個IT行業(yè)。
有觀點認為,由于“LK-99”超導體具有極低的電阻和磁場排斥效應,可以用于磁共振成像(MRI)等醫(yī)學設備中,提高成像質量和減少對患者的不適感,為醫(yī)學診斷和治療帶來了革命性的突破。這反應出LK-99將能創(chuàng)造出更多應用場景。
資深財經媒體人董曉孝表示,在說室溫超導前,先說下高溫超導。早在上世紀80年代,我們國家有科學工作者在研究過程中發(fā)現(xiàn)一個樣品在零下90℃實現(xiàn)了超導,當時央視都已過來錄制節(jié)目,準備對外發(fā)布,這將是一項轟動世界的科研成果。這位科學工作者在播出前去請示他的導師——北科大的教授,這位導師指出“一定要做重復試驗確認”,后來多次重復試驗就再也沒有成功過。舉這個例子,說明高溫超導較難實現(xiàn),至于室溫超導,難度就更大了,條件也更加苛刻。當然,對于科學的探求與真理的追求,要不斷“大膽假設,小心求證”,讓科學技術不斷進步、發(fā)展,但對待科學需要嚴謹?shù)膽B(tài)度,扎實的重復試驗,應該要有學術的風骨。
螺旋實驗室螺旋君表示,“室溫超導”這種堪比第四次工業(yè)革命的成就發(fā)現(xiàn),在今年內就被宣布發(fā)現(xiàn)了三次,而且是被來自印度、美國、韓國三個不同的科研團隊發(fā)現(xiàn)。
雖然每一次的高調宣布,最終帶來的都是無法復現(xiàn)的失望,但是也并非沒有帶來“積極影響”,比如股市,資金高調涌入超導概念股,法爾勝漲斬獲6天4板的“戰(zhàn)績”,國纜檢測也連續(xù)兩日漲停。
但最終這些資本狂歡也如之前數(shù)次一樣,最終都會歸于沉寂,法爾勝這家公司聲稱自己只是一家金屬制品生產商和環(huán)保企業(yè),并沒有對室溫超導技術進行研究。另一家乘上風口的中孚實業(yè),雖然它參與了中國社會科學院2010年的一個超導項目,但它只提供了場地和設備。
現(xiàn)在想想其實也就不難理解,為什么這次韓國團隊室溫超導的新聞,為什么報道和轉載最多的不是科研機構,而是證券公司和財經媒體了。
關于目前超導材料的商業(yè)化應用狀況如何?哪些因素制約了它的大量應用?
《鯨平臺》智庫專家郭施亮表示,室溫超導復現(xiàn)實驗,引導超導概念股的炒作,包括美國超導以及A股的超導概念股都出現(xiàn)了大幅炒作的現(xiàn)象。作為一種顛覆性的產物,現(xiàn)在很可能處于概念階段,如同之前的元宇宙概念等。不過,人類的偉大來自夢想,夢想有了,很多事情都可能會實現(xiàn)。對資本市場來說,可能會從純概念炒作到商業(yè)邏輯炒作,最后再實現(xiàn)基本面回歸,概念股炒作之后,未來自然會存在分化的現(xiàn)象。一旦LK-99可以實現(xiàn),將會是見證歷史,對很多行業(yè)將會帶來顛覆性的影響。不過,要真正實現(xiàn)商業(yè)化、完成應用場景的拓寬,估計還有漫長的路要走。
關于如果LK-99的發(fā)現(xiàn)屬實,將對哪些行業(yè)產生巨大影響?
侃見財經負責人李雙江表示,近期,韓國一研究團隊在arXiv公布論文宣稱發(fā)現(xiàn)常壓室溫超導體LK-99后,掀起了全球室溫超導復現(xiàn)實驗的熱潮。
實際上,室溫超導并不是新概念,之所以該概念能引發(fā)市場關注,主要是因為該材料的特性決定。
眾所周知,室溫超導有著零電阻以及抗磁性的特性,如果該材料問世,那么人類就能完美的解決電力傳輸過程中的電能損耗問題,這也意味著人類可能在能源革命中要掀開新的篇章,但想要解決并非易事。
目前從全球范圍內來看,室溫超導有一定的進展,但是還沒有突破性進展,目前主要是資本市場的概念炒作,距離真正的落地還有很長的一段距離。
如果LK-99真的落地,那么首先會對能源領域產生顛覆性的影響,因為LK-99的零電阻和完美導電性能,可以提高電能的傳輸效率,減少電線的能量損失,從而實現(xiàn)更遠距離的高效傳輸,為全球清潔能源的應用提供堅實的基礎,如此之下,人類的能源問題幾乎就可以完美解決。
其次就是交通和航天方面,由于室溫超導線圈作為“完美的電池”可以高效地存儲和釋放能量,具有快速充放電特點,且具有循環(huán)穩(wěn)定性,如果實現(xiàn),對于交通方面的影響將會是顛覆性的。此外,由于在能源方面的特性,有助于航空領域實現(xiàn)突破性的發(fā)展,如果屬實,那么移民火星的計劃可能在本世紀就可以實現(xiàn)了。
盤古智庫高級研究員江瀚表示,超導材料是一種具有超低電阻的導體,可以在沒有電場的情況下實現(xiàn)導電。常壓室溫超導體LK-99具有常溫的特點,其發(fā)現(xiàn)引起了科學界的轟動,因為它可能為室溫超導的實際應用打開新的可能性。
室溫超導意味著可以在常溫下實現(xiàn)超導,不需要使用液氮或液氫等極低溫度的條件,這將大大降低超導應用的成本和難度。超導材料的應用案例包括超導電纜、超導磁體、超導發(fā)電機等,目前超導材料的商業(yè)化應用狀況還不是很普遍,主要原因包括材料成本高、加工技術復雜、磁體尺寸受限等。
如果LK-99的發(fā)現(xiàn)屬實,將對電力、交通、醫(yī)療等行業(yè)產生巨大影響。至少以下幾個方面可以有較大的應用:
一是徹底變革能源產業(yè),室溫超導電纜可以大大降低電力傳輸?shù)膿p耗,提高電網的穩(wěn)定性和可靠性,減少對環(huán)境的影響。此外,超導發(fā)電機和超導變壓器也可以提高電氣設備的效率和可靠性。
二是有效優(yōu)化交通出行方式,室溫超導磁懸浮技術可以實現(xiàn)更高效、更安靜、更舒適的交通方式,例如超導磁懸浮列車、超導電動機等。此外,超導電纜還可以用于地下交通系統(tǒng),如地鐵、輕軌等。
三是積極推動醫(yī)療領域的應用,超導磁體可以用于磁共振成像、核磁共振波譜儀等設備,提高醫(yī)療設備的性能和精度,同時減少對患者的輻射影響。
四是改變計算機信息技術產業(yè),超導數(shù)據(jù)存儲、超導計算機等技術可以實現(xiàn)更高效、更快速、更小型的信息處理設備,提高數(shù)據(jù)中心和計算機系統(tǒng)的性能和可靠性。
然而,室溫超導技術還面臨著一些技術和理論上的挑戰(zhàn),能否真正實現(xiàn)還是一個未知數(shù)。
竹閱文化CEO 陳偉明表示,所謂超導體,顧名思義就是在特定條件下電阻值為0或者接近0的超級導體;I2R=發(fā)熱量。I是電流,R是電阻。若能實現(xiàn)常溫超導,則可有效節(jié)能減排,同時降低電壓暫降和電流暫增的現(xiàn)象,提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
其中,最直接受益的,卻是電動汽車和懸浮高速列車,而與普通人息息相關的問題:電子產品的散熱。
可LK99只是驗證了室溫超導的方向,開辟了一個迭代的新航路,但較長一段時間內LK-99很難有超導方面的實際應用。
在發(fā)電上,利用超導體容易獲得超強電流和超強磁場,容易制成用于約束核聚變的大型托克馬克裝置;芯片方面,利用超導體的電子隧道效應,制造量子計算芯片;交通方面,利用超導體的完全抗磁性,制造磁懸浮軌道;醫(yī)療方面,利用超導體提供的磁場誘發(fā)核磁共振……
“常溫超導體是人類現(xiàn)代科技所能達到最高端的材料,但往往只需要最樸素的烹飪方式?!?/p>
也許,這是人類下一次科技革命的初啼!
貝克街探案官負責人張杰表示,室溫超導為何令世界著迷。7月22日,有報道稱韓國研究團隊成功合成全球首個室溫超導,臨界溫度為127℃,中科院物理所第一時間證偽。隨后,韓國超導低溫學會發(fā)布聲明稱,“LK-99”并非常溫超導體,因為它并沒有表現(xiàn)出超導體的特征。
雖然韓國LK-99研究團隊鬧了烏龍,但是室溫超導并非不可能實現(xiàn),2020年,美國《自然》報道了美國羅切斯特大學物理學家Ranga Dias聯(lián)合內華達大學等團隊在室溫超導領域的重大突破:實現(xiàn)287K(約15℃)溫度下的碳—硫—氫體系超導。
不過溫度條件雖然友好,壓力條件卻極難達到。267GPa壓強相當于標準大氣壓的260萬倍,已經與地球中心壓強(370GPa)處在同一量級。
換句話說,如果研究人員能夠將這種材料穩(wěn)定在環(huán)境壓力,超導應用普及的夢想就有望實現(xiàn),比如用于核磁共振成像和磁懸浮列車、無耗散電流傳送和不需要冷卻的超強超導磁體等。
一旦相關團隊真在室溫超導領域實現(xiàn)突破,意味著超導材料的應用將不再受限于低溫冷卻設備的支持,超導應用將廣泛推廣至能源、醫(yī)療、機器人、電網、交通等諸多領域。
首先是電力相關領域全面革新,由于超導材料具備零電阻特性,可實現(xiàn)電力無損傳輸、儲存,提升遠距離輸電、長時儲能效率;大大提升電機效率、減少體積,電動汽車、機器人、發(fā)電領域全面受益。
其次是醫(yī)療領域,超導核磁共振設備更具經濟性,設備更加小型化;第三可以幫助磁懸浮列車大規(guī)模應用。;第四則可以應用在量子計算領域,超導體的量子隧穿效應廣泛在超導量子干涉儀(SQUIDs)、超導量子計算以及快速單磁通量子(RSFQ)數(shù)位電子設備等領域。
至于室溫超導何時才能實現(xiàn),暫且先讓子彈飛一會。
資深媒體人崔伯爵吃魚表示,任何一項發(fā)明,其實都是在轉化賽道。如果這個技術是真的,其實本質上是把電力問題轉化成了新材料問題,可以預見,如果這個技術成熟,這種新材料,或者說金屬會成為世界上新的搶手貨,圍繞著這個材料的大國博弈,科技研發(fā)又會開始,這可能會改變原有的世界能源和材料格局。有很多問題呼之欲出:對石油的依賴會不會下降,新能源產品,比如電動車的銷量會不會變化。鋰電池怎么說,鎳電池呢?這一切都會發(fā)生改變。LK99會不會牽涉到稀有金屬,這些金屬分布在哪里?一個問題解決了,又會衍生出無數(shù)其他問題。
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