室溫常壓超導—— 革命還是烏龍?
              2023-08-05 07:42:22 來源:

              韓國科研團隊7月底的兩篇論文宣稱發現了全球首個室溫常壓超導材料,引爆全球輿論。

              如果能在室溫常壓下實現超導,人類或將迎來新一輪工業革命。如此具有劃時代意義的技術,真的就要實現了嗎?

              打破結界


              (資料圖)

              韓國團隊發現的名為“改性鉛磷灰石晶體結構”(以下簡稱LK-99)的材料,據稱可以在正常大氣環境、127攝氏度以下實現超導。

              所謂超導,與普通導電材料的重要區別之處,是其具備“零電阻”和“完全抗磁性”兩個特性?!傲汶娮琛笔侵鸽娮铻?,也就是說,當電流通過它,無論超導材料有多長,都不會發生任何損耗;“完全抗磁性”是指,將超導體置于磁場之中,磁力線卻無法穿過超導體,超導體內部磁場依然為零——這是物理學中著名的“邁斯納效應”。

              從1911年人類歷史上第一次發現超導體,百余年間人們不斷發現新的超導材料,但實現的條件都極為苛刻:低溫和高壓,也就是零下100攝氏度的低溫以及高于大氣壓力10萬倍的高壓,這也意味著實現超導的環境成本非常高。

              科技大神們一直想打破“結界”,實現室溫常壓下的超導。拿下這個材料學界的“圣杯”,將可能帶來繼蒸汽、電力、信息后的又一次工業革命。

              想象一下,將電力傳輸數千公里而基本上沒有損耗(目前電力傳輸損耗平均都有6%甚至更高),不再需要變電站;電子、電機等不用再被散熱問題掣肘,新能源汽車實現充電5分鐘行駛1000公里;磁懸浮列車成為日常交通出行方式;小如iPhone的移動裝置都能擁有與量子計算機匹敵的運算能力……

              可以說,超導必將引發一場關于能源的革命。

              復現實驗

              就是這樣具有顛覆意義的超導材料,在韓國團隊的論文里,它的制成方法堪比古代煉金術——把多種含鉛、銅和磷的材料經過一定組合后分別混合加熱,最終得到一種摻雜銅的鉛-磷灰石晶體。

              竟如此簡單粗暴?

              一時間,全球科研團隊以及個人都開始在實驗室里“煉”起來,但復現實驗的結果卻不盡相同。

              在中國,最開始比較受關注的是知乎平臺網友@半導體與物理直播的帖文,雖一度停更,但8月1日再發視頻稱“抗磁,半懸浮”;隨后,華中科技大學材料學院博士后武浩、博士生楊麗在常海欣教授的指導下,8月1日在B站發布視頻,稱首次成功驗證合成了可以磁懸浮的LK-99晶體,引發極大關注。但該團隊目前對超導材料邁斯納效應進行了驗證,未對樣品是否具備零電阻性進行說明。

              同時,北京航空航天大學材料科學與工程學院、中國科學院金屬研究所的科研人員也在arXiv網站上提交了論文,稱實驗結果未發現LK-99的超導性。

              印度、俄羅斯和美國也有團隊加入復現實驗大軍。據悉,印度一團隊已表示復現失敗。俄羅斯科學家Iris Alexandra在社交媒體表示,其成功制備出了具備常溫抗磁性的LK-99晶體。美國頂尖實驗室勞倫斯伯克利國家實驗室(LBNL)納米結構材料理論研究員西尼德·M·格里芬,8月1日在arXiv網站發文,證明“室溫常壓超導”理論可行。

              綜合來看,目前還沒有確切的證據證明LK-99晶體的超導性。

              頗具戲劇性的是,韓國團隊第一篇論文的一作李碩裴,在論文發布后接受采訪時表示,研究團隊并未準備好發表論文,是團隊中一名成員擅自發布,團隊目前已要求下架論文。

              這讓人們疑竇叢生,畢竟今年3月就曾發生過一場關于超導的“鬧劇”——美國羅切斯特大學的蘭加·迪亞斯及其團隊宣稱,他們創造出一種可在室溫條件下實現超導的全新材料。然而,后來全球多個實驗團隊聲明重復實驗中沒有發現超導。

              更多可能

              真偽自有專業人士的證明,作為普通人,筆者從中看到的是科學技術的樸素與復雜。

              如果這次用“土法煉丹”搞出的室溫超導最后被驗證是真的,那材料領域可能還有大量能夠通過樸素的“暴力試錯搜索”挖出的瑰寶。就如回到愛迪生發明電燈的故事里,成千上萬次嘗試不同的材料,用最“笨”的方法探求科學技術的可能性。

              這并非在宣揚盲目試錯。如今,面對人類社會日益復雜的交叉連接與網狀拓撲——不僅是跨學科、跨產業之間的交互,甚至還雜以經濟、政治、思潮,一種技術的創新、發展,不再僅僅依靠單一的推動力,“煉丹”一樣的制成方式并不“高級”,但未嘗不是一種點亮科技樹的思路。比如最近美國有機構開發出一種能殺死所有實體惡性腫瘤(癌瘤)的靶向化療藥物。雖然靶向療法并非創新,但該團隊不斷嘗試新的“靶”,說不準真會有所突破,目前正在進行I期臨床試驗。

              伴隨著室溫常壓超導真實與否的爭論,還有一些人開始討論,接下來的技術、工業革命力量,到底會是來自超導還是人工智能。

              其實超導和人工智能都是面向未來的技術。超導更像基建,它將促進人工智能算力的提升,反過來,當人工智能發展到一定程度也會反哺“基建”,形成真正意義上的智能。

              人類的很多技術都并非單打獨斗,推動工業革命的也并不是一項技術。比如,法拉第的電磁感應、貝塞麥發明的轉爐煉鋼法、奧拓的內燃機等等,都不能單獨成為第二次工業革命的支撐力量。

              我們期待更多有想象力的點亮科技樹的技術。

              (文章來源:羊城晚報)

              關鍵詞:
              責任編輯:zN_0553