常壓常溫超導體實現了嗎
常壓常溫超導體實現了嗎?
7月22日,韓國研究團隊發表論文宣布其合成了世界上第一個室溫常壓超導體——LK-99,該材料使用一種改性的鉛-磷灰石,能夠在127℃(室溫條件)以下表現為超導體。其成員還表示,可以幫助其他團隊在一個月之內復現。
當地時間7月31日,美國勞倫斯伯克利國家實驗室 (LBNL)發文表示了對韓國該研究成果的“理論支持”。
數小時后,我國學者也宣布初步復現——
華中科技大學材料學院在B站發布視頻,成功首次驗證合成了可以磁懸浮的LK-99晶體,該晶體懸浮的角度比韓國團隊獲得的樣品磁懸浮角度更大,有望實現真正意義的無接觸超導磁懸浮。雖然合成成功的晶體非常小,還不到一個指甲蓋大,但評論區已經沸騰了。
美國泰吉量子公司也不甘落后,公布樣品照片稱,新發現一種室溫超導材料。
要知道,近年來,有關發現“室溫超導”的傳聞一直沒斷過,但最后總是不了了之。
早在今年3月,美國羅切斯特大學就宣布,找到了一種名為三元镥氮氫體系(ternary lutetium-nitrogen hydrogen system)的新材料,實現了“常溫超導”。
2020年10月,一個美國科學家團隊也曾發表報告,稱在高壓下的有機成分源的氫化物中,觀察到了室溫超導現象。但這項研究隨后撤稿。
盡管質疑聲重重,但各國科研團隊一直未放棄,中科院物理所官方帳號曾經說過:“畢竟夢想還是要有的,萬一真的實現了呢?”
這不僅僅是科學技術的突破,更是巨大的應用市場,劉煜輝說人類工業顛覆性的革命的確不為過。
常壓常溫超導體前景
室溫常壓超導是一種理想的物理現象,它指的是在室溫和常壓下,某些材料能夠無電阻地傳導電流。室溫常壓超導的應用前景非常廣闊,可以涉及到能源、交通、通信、醫療、計算等多個領域。以下是一些具體的例子:
- 能源:室溫常壓超導材料可以用來制造高效的發電機、變壓器、輸電線等設備,從而大幅降低能源損耗和成本,提高能源利用率和可靠性。同時,室溫常壓超導材料也可以用來存儲能量,例如制造超級電容器、超級電池等,從而解決可再生能源的間歇性和不穩定性問題。
- 交通:室溫常壓超導材料可以用來制造高速的磁懸浮列車、飛機、汽車等交通工具,從而提高運輸效率和安全性,減少污染和噪音。同時,室溫常壓超導材料也可以用來制造強大的磁場,例如制造磁力發射器、磁力屏障等,從而實現更先進的空間探索和防御技術。
- 通信:室溫常壓超導材料可以用來制造高靈敏度的傳感器、天線、濾波器等設備,從而提高通信質量和速度,擴大通信范圍和容量。同時,室溫常壓超導材料也可以用來制造高速的光纖、光子晶體等設備,從而實現更高效的光通信和光計算技術。
- 醫療:室溫常壓超導材料可以用來制造高精度的醫療儀器、設備和器械,例如制造核磁共振成像儀、超聲波儀、心臟起搏器等,從而提高醫療診斷和治療的效果和安全性。同時,室溫常壓超導材料也可以用來制造高效的藥物輸送系統、人工器官等設備,從而實現更先進的生物醫學和生物工程技術。
- 計算:室溫常壓超導材料可以用來制造高性能的計算機芯片、內存、邏輯門等設備,從而提高計算速度和存儲容量,降低功耗和散熱問題。同時,室溫常壓超導材料也可以用來制造量子比特、量子線路等設備,從而實現更強大的量子計算和量子信息技術。
綜上所述,室溫常壓超導是一種具有極高價值和潛力的物理現象,如果能夠在實驗或工程上實現,將會引領科學技術和社會的革命性進步。因此,對于室溫常壓超導的研究,值得我們投入更多的時間、精力和資源,以期早日取得突破性的成果。
常壓常溫超導意味著什么?
一些可能的產業變化:
能源領域:室溫超導可以大幅降低電力輸送和儲存的損耗,提高能源利用效率和可靠性。室溫超導也可以為可控核聚變提供強大的磁場支持,實現清潔、安全、高效的能源生產。
交通領域:室溫超導可以使磁懸浮列車更加經濟、高效、安全地運行,實現高速公路和鐵路的替代。室溫超導也可以為電動汽車提供更輕、更強、更耐久的電池和電機,延長續航里程和壽命。
醫療領域:室溫超導可以使核磁共振成像等醫療設備更加便捷、精確、低成本地診斷和治療各種疾病。室溫超導也可以為生物傳感器、人工器官、神經刺激等醫療技術提供更好的性能和兼容性。
計算領域:室溫超導可以使量子計算機更加穩定、快速、可擴展地運行,實現傳統計算機無法解決的復雜問題。室溫超導也可以為傳統計算機提供更高的運算速度和存儲容量,降低散熱和能耗問題。
常壓常溫超導材料
據有關媒體報道,近期韓國的一個科研團隊,通過arXiv發了一篇預印版論文,其內容為向全球公開他們已經合成了室溫超導材料LK99(摻銅改性鉛磷灰石),在常溫常壓下的臨界工作溫度達到127攝氏度。
這一論文一經發出,立即引來全球科學界的震動,畢竟超導材料是新世紀世界各國競相研究、力求突破的科學領域,而常溫常壓超導材料的研發,更會推動整個人類社會發生重大變革。幾十年來,全球科學家“前赴后繼”,但始終沒有在這方面取得質的突破。
什么是超導材料?
超導材料是指在低溫條件下(通常是接近絕對零度),電阻完全消失的材料。電阻是導致能量損耗和熱量產生的原因之一,而超導材料能夠以零電阻的方式傳導電流。這種特性使得超導材料在電力輸送、磁場應用、粒子加速器、磁共振成像等領域具有重要的應用價值。
超導材料的超導現象是由發現者之一荷蘭物理學家??恕た┝帧W斯特瑞格在1911年首次觀察到的。超導材料通常需要冷卻到非常低的溫度,才能實現超導狀態。但近年來,一些高溫超導材料被發現,在相對較高的溫度下(比液氮溫度稍高)也能表現出超導性質,這為超導技術的發展和應用提供了更多可能性。
超導材料的研究和應用一直是一個活躍的領域,科學家們不斷尋找新的超導材料,并努力提高臨界溫度(材料超導的臨界溫度越高,越容易實現實際應用)。目前,超導材料已經應用于磁共振成像設備、磁懸浮列車、核磁共振裝置、電力輸送線路等領域,未來還有更廣闊的應用前景。
“室溫超導”應用和商機有多大?
什么是超導:超級導電,即電流可以在材料中零電阻通過,且具有完全抗磁性,目前主要應用于大規模集成電路、高壓輸電線、磁懸浮列車等場景。
但美中不足的是,超導材料很難大規模應用。因為只有在特定溫度之下,材料才會進入超導狀態。而這個臨界溫度非常低,大約零下二百多度。這在日常生活中非常難達到。
什么是室溫超導:很簡單,就是在室溫/常溫條件下實現超級導電。
科學界認為,誰率先獲得室溫超導的突破,是諾貝爾獎級別的成果。一旦實現室溫超導,并投入商用,意味著:
超長距離無損耗輸電得以實現,這將引起全球電力網絡的新一輪的基建狂潮,還會在能源、交通、計算、醫療檢測等諸多領域產生變革:
1)更高效的能源傳輸、轉換與存儲:超導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、穩定性和可靠性極大提升;
2)更高速的交通方式:超導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;
3)更快的信息處理速度:超導材料在低溫環境下具有高度的量子特性,可用于構建量子計算機,運算速度遠超現有計算機,或將在信息處理領域帶來巨大變革;
4)更先進的治療手段:超導材料在醫學領域具有廣泛的應用,例如MRI、超導線圈等。常溫常壓下超導材料的出現,將為醫療設備的小型化和便攜化提供可能,推動醫療技術的發展進步。