韓國室溫超導體LK99是喜劇還是鬧劇？股市先漲為敬！
?一、超導概念股大漲
最近,“韓國室溫超導LK99”學術(shù)論文的發(fā)布在全球范圍內(nèi)引發(fā)了廣泛關(guān)注和投資熱潮。在A股市場,相關(guān)的超導板塊公司本周股價出現(xiàn)明顯上漲，比如國纜檢測（301289）、中孚實業(yè)（600595）、百利電氣（600468）等3只個股集體漲停。同時,美國一家名為美國超導公司(American?Superconductor,簡稱AMSC的相關(guān)上市公司,在本周二盤前一度暴漲超過150%。這反映出資本市場對超導技術(shù)商業(yè)化應(yīng)用前景的高度期待和看好。這種新型超導材料無需極低溫條件就能實現(xiàn)超導,具有廣闊的應(yīng)用前景,如果實現(xiàn)室溫超導,將對人類社會產(chǎn)生深遠影響。資本市場的反應(yīng)充分體現(xiàn)了投資者對該領(lǐng)域前景的關(guān)注和信心。
超導體是啥意思？
室溫超導體有啥意義？
LK99又是啥東西？
國內(nèi)復(fù)現(xiàn)進度怎樣？以下詳細闡述；
二、超導體的定義
超導體（英語：Superconductor），是一類在低于特定臨界溫度時呈現(xiàn)零電阻和完全抗磁性的材料。零電阻意味著超導體內(nèi)電流可以無耗散地流動,這在普通導體中是不可能實現(xiàn)的;完全抗磁性意味著外部磁場無法進入超導體內(nèi)部。臨界溫度以下的狀態(tài)稱為超導狀態(tài)。目前已知的超導材料可分為兩大類:低溫超導體和高溫超導體。“高溫”這個概念是相對的,指的都是絕對零度以上的溫度。科學家一直在研究提高超導材料的臨界溫度,目前記錄保持者是馬普所報道的氟化氫化釔,其超導臨界溫度可達-70°C：
零電阻?-?超導體在超導狀態(tài)下的電阻為零,電流可不損耗地流動。
完全抗磁?-?超導體具有完全抗磁性,超導體內(nèi)部的磁場被完全排斥。
邁斯納效應(yīng)?-?超導體在變強磁場中會產(chǎn)生屏蔽電流,抵消外加磁場的變化。
約瑟夫森效應(yīng)?-?兩個超導體間若加電流,其間會產(chǎn)生無源電壓。
雜化能隙?-?超導體的激發(fā)能隙,導致其具有非線性電導率。
量子化磁通?-?超導環(huán)?中的磁通量量子化,必須是磁通量量子的整數(shù)倍。
三、室溫超導體的定義
室溫超導體又稱常溫超導體，它是指可以在高于0°C的溫度有超導現(xiàn)象的材料。相較于其他的超導體，室溫超導體的條件是日常較容易達到的工作條件。截至2020年，最高溫的超導體是超高壓的含碳硫化氫系統(tǒng)，壓力267?GPa，其臨界溫度為+15°C。
四、室溫超導體的應(yīng)用領(lǐng)域及經(jīng)濟價值
電力領(lǐng)域:超導電纜傳輸損耗僅為普銅電纜的1/100,每年可節(jié)約幾千億人民幣。
交通領(lǐng)域:室溫超導磁懸浮列車,運營成本可大大降低，磁懸浮列車有望大規(guī)模鋪開商用；
醫(yī)療領(lǐng)域:超導MRI掃描機占地可由150平米降至20平米,造價從2000萬美元降至200萬美元,可減少醫(yī)療費用支出，這也是幾千億的市場。
電子設(shè)備:超導處理器可使運算速度提高100倍。單臺超級計算機一年的電費可從1500萬美元降至150萬美元。
新能源:大型超導發(fā)電機效率高出4個百分點,40萬千瓦級風力發(fā)電機一年發(fā)電量可增加2000萬千瓦時,價值約100萬美元。
科研領(lǐng)域:未來國際熱核聚變實驗反應(yīng)堆ITER的建造費用可減少約20億美元。
軍事領(lǐng)域:海軍電磁火炮使用超導技術(shù),其武器系統(tǒng)造價可降低約30%。
其他領(lǐng)域:如量子計算機市場規(guī)模到2030年預(yù)計可達650億美元。
五、LK99室溫超導的前世今生
20世紀90年代,高麗大學化學系師生三人組,也就是導師Chair?Tong-seek和兩名得意門生李石培與金智勛,秉承著實現(xiàn)室溫超導的共同夢想,一同在這條荊棘路上技攻并進。導師Chair提出了一個天馬行空的一維超導理論,雖然鮮有人知,但極大開闊了兩位學生的思路。李石培偏重理論創(chuàng)新,金智勛偏向材料合成實踐,兩人合作無間,成就非凡。時光荏苒,科研未果,導師先行離世,但夙愿不改。1999年,憑借多年積累,兩位學生終于聯(lián)手?accomplish?了一個夢寐以求的大發(fā)現(xiàn)——LK99,一個在液氮溫度下實現(xiàn)超導的嶄新物質(zhì)!其中LK取自兩人英文名首字母,99則預(yù)示著發(fā)現(xiàn)年份。他們為此還成立了“量子能研究中心”,發(fā)揚導師遺志,專心開發(fā)超導新材料。2021年首次申請專利;2023年專利授權(quán),LK99正式曝光,科技圈說它是第四次工業(yè)技術(shù)革命；
六、LK99合成方法
先將兩種粉末——氧化鉛和硫酸鉛,按1:1的配方精確取量,在華氏1337度的高溫下,經(jīng)過24小時的煅燒,一種嶄新的化合物應(yīng)運而生——堿式硫酸鉛。
與此同時,我們將另兩種元素——紅色的銅和易碎的白磷,按照化學計量的黃金比例1:3放入密封管中。在真空條件下加熱至1000華氏度,48小時后,一種攝人心魄的磷化亞銅晶體析出。
接下來,就是LK-99的命運時刻。將上述兩種化合物研磨成細微粉末,完美融合,再次放入高真空反應(yīng)管中。在1797華氏度的高溫烘烤10個小時后,一種嶄新的銅鉛磷氧化物應(yīng)聲結(jié)晶,LK-99誕生了!
LK99論文參考：https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/2307/2307.12037.pdf
七、華中科技大學合成LK-99晶體
華中科技大學材料學院的武浩博士后和楊麗博士生在常海欣教授的指導下,成功合成了?LK-99?晶體樣品。該樣品在磁場作用下呈現(xiàn)出磁懸浮效應(yīng),懸浮角度比韓國團隊報道的樣品更大。相關(guān)信息發(fā)布在B站；但是,要確認該晶體是否真的實現(xiàn)室溫超導,僅從視頻觀察樣品的磁懸浮效應(yīng)是不夠的。正如相關(guān)專家指出的,磁懸浮不等同于超導,樣品的磁懸浮可能源自抗磁效應(yīng)或鐵磁效應(yīng)。要確認樣品的超導特性,還需要進行電阻率、梅斯納效應(yīng)等一系列嚴格的超導測試。參考視頻：https://www.bilibili.com/video/BV14p4y1V7kS/?spm_id_from=333.337.search-card.all.click&vd_source=f23cdc5935334be7a0c153dd7b2feaa3
八、美國勞倫斯伯克利國家實驗室-模擬發(fā)現(xiàn)存在超導特征
一天前，該的研究人員也提交了一篇論文，他證實了LK-99存在超導特征。他研究了銅取代鉛的磷酸鹽礦物材料的結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)。結(jié)果發(fā)現(xiàn),銅的取代導致晶格參數(shù)縮小,Cu和Pb的配位數(shù)從9降至6,形成扭曲的三角棱柱配位數(shù)。計算發(fā)現(xiàn)銅的d軌道組成了費米能級附近狹窄(約130meV)、與其它價電子帶完全隔離的平坦能帶。這表明該系統(tǒng)存在強相關(guān)效應(yīng)。這種特殊的電子結(jié)構(gòu)可能源自Cu引起的結(jié)構(gòu)畸變所致。作者討論了該材料可能的高溫超導機制。第一,極其平坦的相關(guān)電子帶可以增大配對作用;第二,Pb的自由孤對電子形成手性電荷密度波,提供震蕩;第三,Cu間也存在一定的磁交換耦合。參考論文：https://arxiv.org/pdf/2307.16892.pdf
九、其他復(fù)現(xiàn)參考如下
參考：https://zh.wikipedia.org/wiki/LK-99
請關(guān)注公眾號：“硅基大腦”；
