7月31日,韩国一研究团队在arXiv公布论文宣称发现常压室温超导体LK-99后,掀起了全球室温超导复现实验的热潮。那么什么是超导材料?LK-99为何能引发科学界的轰动?室温超导意味着什么?
目前超导材料的应用案例中,上海做了1.2公里的超导电缆,深圳平安大厦下面也做了400米的超导电缆,目前超导材料的商业化应用状况如何?哪一些原因制约了它的大量应用?
本期《钛度热评》特邀资深媒体人一起就线引发全球‘炼丹’,室温超导将带来什么?”进行了讨论,下面是部分观点集锦。
关于什么是超导材料?LK-99为何能引发科学界的轰动?室温超导意味着什么?
蓝媒汇联创兼运营总监岳轻表示,这次超导消息之所以能引起如此大的轰动,一种原因是室温超导脱离了严苛的使用环境,代表了更先进的电力传输方式、将损耗大幅度降低,另一方面是超导材料是补足可控核聚变的重要一环。
以往有没有超导实际应用案例?答案是有的。但此前所诞生的均为低温超导,也就是实际使用中必须在近零下200多度的环境中,不具备大规模落地的可能。因此目前超导体多还在实验室中,静待有一天实现技术突破。如果LK-99属实,实现了室温超导,那小到手机、电车快充,大到磁悬浮、星际旅行,人类真正可以展望能源自由了。
室温超导在材料学中属于玄学范畴,天量的材料组合方式、叠加天量的工艺手段,所诞生的不一样的种类材料能以数万亿计,想要在其中恰巧找到它,概率不啻于在宇宙中找到一颗和地球一模一样的星球。而这次LK-99的诞生,也是很多人畅想是否韩国科学家找到了那奇迹的万亿分之一的可能。
遗憾的是,在目前体现出来的所有证明中,越来越倾向这是一起乌龙事件。它只是表面看起来像超导,但实际大相径庭。之所以热度一直高涨的原因,除了人类对能源自由、对高生产力、对星辰大海的渴望外,还有长期资金市场在其中推波助澜。这场关于人类命运的畅想终究还是一场美梦。
比特财经主编邹震表示,最近,一支韩国科学家团队的论文在预印本服务器引起了轰动。他们声称已经发现了一种名为LK-99的化合物。中国国内科学家的实验结果也印证了LK-99这种常温超导现象材料的可复制性。此外,美国劳伦斯伯克利国家实验室运用大型计算机对LK-99进行了全面模拟计算,并得出了支持韩国研究人员结论的结果。虽然这距离LK-99走向真正的商用还有太远的距离,但这至少指明了一条可行路径的方向。
“LK-99”超导体具有极低的电阻和很高的电流承载能力,这使得其在能源传输和储存方面具有巨大潜力。相比传统的导线材料,该超导体能够大幅度提高能源传输效率,减少能源损耗,为可再次生产的能源的开发和利用提供了新的可能性。目前全球数据中心耗能已接近三峡大坝两年的发电量,要持续发展算力,能源是必须要闯过去的一关,在这方面,LK-99应用前景可谓是一片光明。
其次是“LK-99”超导体的独特性能使其成为研究高能物理、量子计算和量子通信等领域的理想材料。应用LK-99,一台iPhone大小的掌上终端,就可能拥有量子计算机的算力。因此,未来它将颠覆整个IT行业。
有观点认为,由于“LK-99”超导体具有极低的电阻和磁场排斥效应,能够适用于磁共振成像(MRI)等医学设备中,提高成像质量和减少对患者的不适感,为医学诊断和治疗带来了革命性的突破。这反应出LK-99将能创造出更多应用场景。
资深财经媒体人董晓孝表示,在说室温超导前,先说下高温超导。早在上世纪80年代,我们的祖国有科学工作的人在研究过程中发现一个样品在零下90℃实现了超导,当时央视都已过来录制节目,准备对外发布,这将是一项轰动世界的科研成果。这位科学工作者在播出前去请示他的导师——北科大的教授,这位导师指出“一定要做重复试验确认”,后来多次重复试验就再也没成功过。举这个例子,说明高温超导较难实现,至于室温超导,难度就更大了,条件也更加苛刻。当然,对于科学的探求与真理的追求,要不断“大胆假设,小心求证”,让科学技术慢慢的提升、发展,但对待科学需要严谨的态度,扎实的重复试验,应该要有学术的风骨。
螺旋实验室螺旋君表示,“室温超导”这种堪比第四次工业革命的成就发现,在今年内就被宣布发现了三次,而且是被来自印度、美国、韩国三个不同的科研团队发现。
虽然每一次的高调宣布,最终带来的都是无法复现的失望,但是也并非没有带来“积极影响”,比如股市,资金高调涌入超导概念股,法尔胜涨斩获6天4板的“战绩”,国缆检测也连续两日涨停。
但最终这些资本狂欢也如之前数次一样,最终都会归于沉寂,法尔胜此公司声称自己只是一家金属制作的产品生产商和环保企业,并没有对室温超导技术进行研究。另一家乘上风口的中孚实业,虽然它参与了中国社会科学院2010年的一个超导项目,但它只提供了场地和设备。
现在想想其实也就不难理解,为什么这次韩国团队室温超导的新闻,为什么报道和转载最多的不是科研机构,而是证券公司和财经媒体了。
《鲸平台》智库专家郭施亮表示,室温超导复现实验,引导超导概念股的炒作,包括美国超导以及A股的超导概念股都出现了大幅炒作的现象。作为一种颠覆性的产物,现在很可能处于概念阶段,如同之前的元宇宙概念等。不过,人类的伟大来自梦想,梦想有了,很多事情都可能会实现。对长期资金市场来说,可能会从纯概念炒作到商业逻辑炒作,最后再实现基本面回归,概念股炒作之后,未来自然会存在分化的现象。一旦LK-99能轻松实现,将会是见证历史,对很多行业将会带来颠覆性的影响。不过,要真正的完成商业化、完成应用场景的拓宽,估计还有漫长的路要走。
侃见财经负责人李双江表示,近期,韩国一研究团队在arXiv公布论文宣称发现常压室温超导体LK-99后,掀起了全球室温超导复现实验的热潮。
实际上,室温超导并不是新概念,之所以该概念能引发市场关注,还在于该材料的特性决定。
众所周知,室温超导有着零电阻以及抗磁性的特性,如果该材料问世,那么人类就能完美的解决电力传输过程中的电能损耗问题,这也代表着人类可能在能源革命中要掀开新的篇章,但想要解决并非易事。
目前从全世界内来看,室温超导有一定的进展,但是还没有突破性进展,目前主要是长期资金市场的概念炒作,距离真正的落地还有非常长的一段距离。
如果LK-99真的落地,那么首先会对能源领域产生颠覆性的影响,因为LK-99的零电阻和完美导电性能,能大大的提升电能的传输效率,减少电线的能量损失,以此来实现更远距离的高效传输,为全球清洁能源的应用提供坚实的基础,如此之下,人类的能源问题几乎就可以完美解决。
其次就是交通和航天方面,由于室温超导线圈作为“完美的电池”可以高效地存储和释放能量,具有快速充放电特点,且具有循环稳定性,如果实现,对于交通方面的影响将会是颠覆性的。此外,由于在能源方面的特性,有助于航空领域实现突破性的发展,如果属实,那么移民火星的计划可能在本世纪就能轻松实现了。
盘古智库高级研究员江瀚表示,超导材料是一种具有超低电阻的导体,可以在没有电场的情况下实现导电。常压室温超导体LK-99具有常温的特点,其发现引起了科学界的轰动,因为它可能为室温超导的实际应用打开新的可能性。
室温超导意味着可以在常温下实现超导,不需要用液氮或液氢等极低温度的条件,这将大幅度的降低超导应用的成本和难度。超导材料的应用案例包括超导电缆、超导磁体、超导发电机等,目前超导材料的商业化应用状况还不是很普遍,根本原因包括材料成本高、加工技术复杂、磁体尺寸受限等。
如果LK-99的发现属实,将对电力、交通、医疗等行业产生巨大影响。至少以下几个方面能有较大的应用:
一是彻底变革能源产业,室温超导电缆可以大幅度降低电力传输的损耗,提高电网的稳定性和可靠性,减少对环境的影响。此外,超导发电机和超导变压器也能大大的提升电气设备的效率和可靠性。
二是有效优化交通出行方式,室温超导磁悬浮技术能实现更高效、更安静、更舒适的交通方式,例如超导磁悬浮列车、超导电动机等。此外,超导电缆还可以用于地下交通系统,如地铁、轻轨等。
三是积极推动医疗领域的应用,超导磁体可以用于磁共振成像、核磁共振波谱仪等设备,提高医疗设备的性能和精度,同时减少对患者的辐射影响。
四是改变计算机信息技术产业,超导数据存储、超导计算机等技术能轻松实现更高效、更快速、更小型的信息处理设备,提高数据中心和计算机系统的性能和可靠性。
然而,室温超导技术还面临着一些技术和理论上的挑战,能否真正的完成还是一个未知数。
竹阅文化CEO 陈伟明表示,所谓超导体,顾名思义就是在特定条件下电阻值为0或者接近0的超级导体;I²R=发热量。I是电流,R是电阻。若能实现常温超导,则可有效节能减排,同时降低电压暂降和电流暂增的现象,提高电力系统的稳定性。
其中,最直接受益的,却是电动汽车和悬浮高速列车,而与普通人息息相关的问题:电子科技类产品的散热。
可LK99只是验证了室温超导的方向,开辟了一个迭代的新航路,但较长一段时间内LK-99很难有超导方面的实际应用。
在发电上,利用超导体容易获得超强电流和超强磁场,容易制成用于约束核聚变的大型托克马克装置;芯片方面,利用超导体的电子隧道效应,制造量子计算芯片;交通方面,利用超导体的完全抗磁性,制造磁悬浮轨道;医疗方面,利用超导体提供的磁场诱发核磁共振……
“常温超导体是人类现代科技所能达到最高端的材料,但往往只需要最朴素的烹饪方式。”
贝克街探案官负责人张杰表示,室温超导为何令世界着迷。7月22日,有报道称韩国研究团队成功合成全球首个室温超导,临界温度为127℃,中科院物理所第一时间证伪。随后,韩国超导低温学会发布声明称,“LK-99”并非常温超导体,因为它并没有表现出超导体的特征。
虽然韩国LK-99研究团队闹了乌龙,但是室温超导并非不可能实现,2020年,美国《自然》报道了美国罗切斯特大学物理学家Ranga Dias联合内华达大学等团队在室温超导领域的重大突破:实现287K(约15℃)温度下的碳—硫—氢体系超导。
不过温度条件虽然友好,压力条件却极难达到。267GPa压强相当于标准大气压的260万倍,已经与地球中心压强(370GPa)处在同一量级。
换句话说,如果研究人员能够将这样一种材料稳定在环境压力,超导应用普及的梦想就有望实现,比如用于核磁共振成像和磁悬浮列车、无耗散电流传送和不需要冷却的超强超导磁体等。
一旦相关团队真在室温超导领域实现突破,意味着超导材料的应用将不再受限于低温冷却设备的支持,超导应用将广泛推广至能源、医疗、机器人、电网、交通等诸多领域。
首先是电力相关领域全面革新,由于超导材料具备零电阻特性,可实现电力无损传输、储存,提升远距离输电、长时储能效率;极大的提升电机效率、减少体积,电动汽车、机器人、发电领域全面受益。
其次是医疗领域,超导核磁共振设备更具经济性,设备更加小型化;第三能够在一定程度上帮助磁悬浮列车大规模应用。;第四则能应用在量子计算领域,超导体的量子隧穿效应广泛在超导量子干涉仪(SQUIDs)、超导量子计算以及快速单磁通量子(RSFQ)数位电子设备等领域。
资深媒体人崔伯爵吃鱼表示,任何一项发明,其实都是在转化赛道。如果这个技术是真的,其实本质上是把电力问题转化成了新材料问题,能预见,如果这个技术成熟,这种新材料,或者说金属会变成全球上新的抢手货,围绕着这个材料的大国博弈,科技研发又会开始,这可能会改变原有的世界能源和材料格局。有很多问题呼之欲出:对石油的依赖会不会下降,新能源产品,比如电动车的销量会不会变化。锂电池怎么说,镍电池呢?这一切都可能会发生改变。LK99会不会牵涉到稀有金属,这些金属分布在哪里? 一个问题解决了,又会衍生出无数其他问题。
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