距離美國(guó)羅徹斯特大學研究人員(yuán)宣稱發現一(yī)種室溫超導材料不到(dào)5個(gè)月(yuè)，全球科學界在室溫超導材料方面又(yòu)宣布重大發現。

近日，韓國(guó)一(yī)個(gè)科學家團隊表示，他們發現了全球首個(gè)室溫常壓超導材料——改性鉛磷灰石晶體結構（下(xià)稱LK- 99，一(yī)種摻雜(zá)銅的鉛磷灰石）。該團隊興奮地指出，“所有證據都可以證明，LK-99是世界首個(gè)室溫常壓超導體。LK-99的誕生(shēng)意味著(zhe)室溫超導領域的重大突破，開(kāi)啓了一(yī)個(gè)全新的曆史時代。”

不過，《每日經濟新聞》記者注意到(dào)，該團隊的論文目前僅上(shàng)傳到(dào)了預印本服務器(qì)arXiv，還(hái)不清楚該論文是否已提交給期刊進行同行評議。由于已有同題的研究被“推翻”的先例，該韓國(guó)科學家團隊的研究成果也必然将受到(dào)嚴格審查。

研究稱新材料LK-99 的臨界溫度僅為(wèi)127°C

為(wèi)

超導性的關鍵點則在于臨界溫度，隻要低(dī)于這個(gè)溫度，材料就(jiù)會(huì)具有超導性。因此，一(yī)種能(néng)夠在實驗室之外的常規條件(jiàn)下(xià)工(gōng)作的超導體将是革命性的。

如今距離人類首次發現超導現象已經有100多(duō)年(nián)了。早在1911年(nián)，荷蘭物(wù)理學家Heike Kamerlingh Onnes就(jiù)已經發現，當溫度降低(dī)至4.2K（約-268.95℃）時，浸泡在液氨裡(lǐ)的金屬汞的電(diàn)阻會(huì)消失。

《每日經濟新聞》記者還(hái)注意到(dào)，在韓國(guó)此次的研究公布之前，也有其他研究人員(yuán)聲稱開(kāi)發出了室溫超導的材料。

早在2020年(nián)，美國(guó)内華達大學的研究人員(yuán)就(jiù)稱其開(kāi)發出了一(yī)種室溫超導材料，并成立了一(yī)家名為(wèi)Unearthly Materials來進一(yī)步開(kāi)發。

今年(nián)3月(yuè)份，來自(zì)美國(guó)羅切斯特大學的物(wù)理學家 Ranga Dias 聲稱自(zì)己在 21℃條件(jiàn)下(xià)實現了室溫超導 —— 由氫（99%）、氮（1%）和純镥制成的材料 LNH 在 21°C、1GPa 條件(jiàn)下(xià)就(jiù)實現了超導狀态。

不過，Dias團隊的研究發表後遭到(dào)多(duō)方質疑。加州大學聖地亞哥分校理論物(wù)理學家喬治·赫希（Jorge E.Hirsch）教授曾對每經記者指出，Dias本人并沒有在拉斯維加斯的美國(guó)物(wù)理學會(huì)會(huì)議上(shàng)對他們團隊的研究進行複現。而在Dias的研究公布後，南(nán)京大學聞海虎團隊曾火速安排重複實驗，但團隊發現，Dias給的制備樣品方案幾乎不可行，于是他們結合自(zì)己的條件(jiàn)，完全以新的方式進行合成并得到(dào)了镥氮氫材料。“我們的實驗清楚地表明，從(cóng)環境壓力到(dào)6.3GPa，溫度低(dī)至10K（約-263攝氏度），镥氮氫材料LuH2±xNy中不存在超導性。” 

由于Dias團隊的另一(yī)篇關于室溫超導的論文曾在2020年(nián)被《自(zì)然》撤稿，理由是研究人員(yuán)在數據處理方面存在違規行為(wèi)，這削弱了編輯們對類似研究結果的信心。

近年(nián)來，全球之所以對室溫超導材料關注如此密切，正是因為(wèi)這項技(jì)術(shù)一(yī)旦得到(dào)突破，将有可能(néng)徹底改變科學和技(jì)術(shù)的方方面面。室溫超導體最顯著的優點之一(yī)是其提供了前所未有的能(néng)源利用效率。通(tōng)常來講，超導體需要極低(dī)的環境才能(néng)實現，這使得它們的實際應用受到(dào)嚴格限制，這些應用主要集中在能(néng)源密集型領域。如果能(néng)在室溫條件(jiàn)下(xià)實現超導性，輸電(diàn)和配電(diàn)系統将因為(wèi)幾乎為(wèi)零的電(diàn)阻而不造成任何能(néng)量的損失。

量子計算(suàn)機(jī)則将成為(wèi)室溫超導的直接受益者。有了室溫超導，量子計算(suàn)機(jī)将變得更加實用和容易獲得。目前，大多(duō)數量子計算(suàn)機(jī)都在接近絕對零度的超低(dī)溫條件(jiàn)下(xià)運行，以盡量減少噪音(yīn)。這種對極端冷卻的要求不僅在技(jì)術(shù)上(shàng)具有挑戰性且成本高(gāo)昂，而且還(hái)限制了量子計算(suàn)機(jī)系統的可拓展性。室溫超導具有在環境溫度下(xià)零電(diàn)阻導電(diàn)的能(néng)力， 可以為(wèi)量子比特提供一(yī)個(gè)穩定和可控的環境，而不需要複雜(zá)的冷卻系統。

該韓國(guó)科學家團隊也在論文中指出，其發現可能(néng)會(huì)對廣泛的技(jì)術(shù)應用領域産生(shēng)深遠(yuǎn)的影響，包括磁鐵、電(diàn)機(jī)、電(diàn)纜、磁懸浮列車、量子計算(suàn)機(jī)等。

了制造這種名為(wèi) LK-99 的新材料，該韓國(guó)研究團隊将幾種含有鉛、氧、硫和磷的粉末狀化合物(wù)混合在一(yī)起，然後在高(gāo)溫下(xià)加熱數小(xiǎo)時，粉末發生(shēng)化學反應，得到(dào)一(yī)種摻雜(zá)銅的鉛-磷灰石晶體。

據悉，該團隊的研究人員(yuán)包括量子能(néng)源研究中心CEO Sukbae Lee，長(cháng)期從(cóng)事(shì)高(gāo)溫超導方向的物(wù)理研究；量子能(néng)源研究中心研究員(yuán)Ji-Hoon Kim，主要負責樣品合成工(gōng)作；以及韓國(guó)高(gāo)麗大學教授Young-Wan Kwon，專注于凝聚态物(wù)理、先進材料等領域的研究。

随後，研究人員(yuán)測量了毫米大小(xiǎo)的LK-99樣品在不同溫度環境下(xià)對電(diàn)流通(tōng)過的阻力，發現其所謂的電(diàn)阻率從(cóng)105℃時的較大正值急劇下(xià)降到(dào)30℃時的幾乎零電(diàn)阻。

研究小(xiǎo)組記錄了LK-99的臨界溫度（Tc）、零電(diàn)阻率、臨界電(diàn)流（Ic）、臨界磁場（Hc）和邁斯納效應（超導體從(cóng)一(yī)般狀态相(xiàng)變至超導态的過程中對磁場的排斥現象）。該韓國(guó)研究團隊在論文中稱，其發現的LK-99的臨界溫度為(wèi)127°C，這意味著(zhe)這種材料可以很容易在地球上(shàng)的所有環境中使用。各種效應使得該研究小(xiǎo)組确信LK-99确實是一(yī)種超導體。

超導體沒有電(diàn)阻的原因在于内部電(diàn)子的活動。當某特定材料實現超導時，其中的電(diàn)子會(huì)克服排斥力并配對，在不損失能(néng)量的情況下(xià)自(zì)由流動。該韓國(guó)團隊認為(wèi)，LK-99中之所以會(huì)出現這種超導情況，是由微小(xiǎo)的體積收縮（0.48%）導緻的結構形變引起的。

雖然該韓國(guó)科學家團隊對室溫超導材料的發現令外界非常興奮，但謹慎對待類似的研究同樣也很重要。

業(yè)内分析指出，在科學上(shàng)被廣泛接受和認可前，還(hái)需要同行進一(yī)步嚴格和獨立的嚴重。此外，科學界還(hái)必須重複複現，以确認這一(yī)發現的可重複性和可靠性。

此外，研究人員(yuán)還(hái)需要進行廣泛的研究，以了解LK-99室溫超導性背後的基本機(jī)制。探索LK-99潛在的限制和挑戰，例如超導狀态的穩定性和壽命，對于評估材料的實際适用性至關重要。最後，來自(zì)該領域專家的同行評議和審查也将有助于複現上(shàng)述韓國(guó)研究團隊的助長(cháng)。

該韓國(guó)研究團隊表示，他們理解外界對其研究成果的質疑，也支持任何想自(zì)行制備并測試LK-99超導性的人。與此同時，該團隊将繼續努力完善他們的超導樣品，并朝著(zhe)大規模生(shēng)産的方向邁進。