风口财经记者 管亚楠 许耀文
近日,“室温超导”风暴席卷全球再次成为热议话题,世界学术圈进入实验复现狂潮。8月2日晚间,曲阜师范大学公布了室温超导体的抗磁性材料LK-99的初步电阻测试结果。测试结果显示,该材料在常温到 50K (-223.16℃) 低温范围内仍存在大的电阻值,测试过程中并没有出现电阻大幅度骤降或者零电阻,与“室温超导”所被期待的零电阻特性相差甚远。
即使“室温超导”是一个被反复验证,经常上演“狼来了”的领域,但却依然能被各行各业津津乐道。室温超导为何具有持续话题引领力?如果复现成功将对行业带来哪些影响?
“两周内将有重要结论,若为利好将很快在重要场合推广使用”
理想的超导体简单来说就是需要具备两个特点:“零电阻”和“完全抗磁性”。其中,“零电阻”意味着在电流传播过程中将不再存在电能损耗,“完全抗磁性”是指,将超导体置于磁场之中,磁力线却无法穿过超导体,超导体内部磁场依然为零,这就是物理学中著名的迈斯纳效应。
毕业于清华大学电机工程与应用电子技术系的国家电网从业人士黄宇表示,目前高校都在尝试进行关于LK-99材料的实验复现,虽然存在一定难度,但是确实可能存在,关键在于寻找新材料与发掘应用场景。任何超导体都有一个本征的临界超导电流,目前在发现的上千种超导体里,临界电流能够满足实际应用的只有五、六种材料,所以发现超导体的物理意义很大,如果是真的,那么有可能颠覆现在的材料体系。

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目前至少有三篇与LK-99相关的新论文在预印本网站arXiv上公开。其中,北京航空航天大学材料科学与工程学院论文提出,未发现LK-99具有超导性;中国科学院金属研究所论文认为,铜的掺杂致绝缘体向金属转变;美国劳伦斯伯克利国家实验室论文认为,理论上有超导高转变温度的特征。此前,推翻过美国超导研究的闻海虎在接受媒体采访时表示,从他们目前的数据看,不足以说明是室温超导。“LK-99即使需要高温127℃的条件,也要比使用液氮制冷成本降低很多。” 山东科技大学电子信息工程学院应用物理学教授、博士生导师徐岩向记者表示。
截止发稿记者虽暂未获得曲阜师范大学刘晓兵及其团队关于LK-99材料复现的最新回应,但徐岩表示,目前室温超导材料并没有被完全证实或证伪,虽并不明朗但预计未来两周将有重要结论,如果结论利好,应该很快可以在实验室等重要场所推广使用。
颠覆性改变引发行业蝴蝶效应
“与电有关的所有器件,都将迎来重新设计与应用”徐岩表示。尽管学术界还未给出明确结论,但行业之间的讨论已触达落地最前沿。
事实上,低温、高温超导技术在全球早已有商业化应用,被广泛应用在医疗、军事、能源等领域。超导冷冻技术在医学实验中应用广泛,可以将细胞冷冻保存、生物低温保存、人体器官移植等。“利用室温超导技术,在医学领域有利于解析复杂药物分子的结构,为新药的研发提供有力支持。这将使医药企业能够更高效地开发新药,缩短研发周期,降低研发成本。”黄宇表示。
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竞博官网网站目前世界上常见的磁浮制式包括常温常导和低温超导,我们国家正在运行的列车不管是高速磁浮,还是中低速磁浮的制式大多是常温常导,其他制式的都基本处于研发阶段,没有工程化的能力。
“常温常导和其他超导的区别主要是电磁铁的磁极线圈导电体,由于导电体通电,根据电磁感应,导体会产生磁场,车辆的磁场和轨道的磁极相斥,实现磁浮车辆的悬浮,走行及导向。简单的说,正常情况下,在室温,正常大气压下,导电材料是有比较高的电阻的,有电阻就意味着有能量的消耗。如果LK-99材料成功复现,个人觉得对于行业来讲,会在更低的成本下,获得更多能量利用效率,车辆也用更少的电,跑更快的速度,且这种材料还很好制备,成本低。”中车青岛四方机车车辆股份有限公司工程师张兴向记者介绍道。
除了电力、医学、交通等领域,在城市规划与航天方面,室温超导的应用都将是推动行业变革的重要力量。上海复旦规划建筑设计研究院总监王帅向记者表示,一旦常温超导可实现可落地,城市需进行重新规划,或将形成新交通导向下的城市格局,甚至会出现一批像雄安一样的新城市。
而深耕于航空航天领域的青岛北辰数智科技有限公司总经理满海锋表示,超导技术更大的发展前景还在于核聚变的研究和应用,常温超导或将帮助人类走出地球,更深入的研究宇宙太空领域。
市场研究机构IMARC在2022年发布的一则报告中显示,2021年全球超导材料市场规模已达到9.026亿美元,预计2027年将达到22.902亿美元。“常温超导如果真正能够广泛实现,在有充分资金投入的条件下,商业化落地进程会非常快。”黄宇表示。