今天小編分享的科技經驗:LK-99引發全球“煉丹”,室温超導将帶來什麼?,歡迎閲讀。
7 月 31 日,韓國一研究團隊在 arXiv 公布論文宣稱發現常壓室温超導體 LK-99 後,掀起了全球室温超導復現實驗的熱潮。那麼什麼是超導材料?LK-99 為何能引發科學界的轟動?室温超導意味着什麼?
目前超導材料的應用案例中,上海做了 1.2 公裏的超導電纜,深圳平安大廈下面也做了 400 米的超導電纜,目前超導材料的商業化應用狀況如何?哪些因素制約了它的大量應用?
如果 LK-99 的發現屬實,将對哪些行業產生巨大影響?
本期《钛度熱評》特邀資深媒體人一起就話題 "LK-99 引發全球‘煉丹’,室温超導将帶來什麼?" 進行了讨論,下面是部分觀點集錦。
關于什麼是超導材料?LK-99為何能引發科學界的轟動?室温超導意味着什麼?
藍媒匯聯創兼運營總監嶽輕表示,這次超導消息之所以能引起如此大的轟動,一方面是室温超導脱離了嚴苛的使用環境,代表了更先進的電力傳輸方式、将損耗大幅度降低,另一方面是超導材料是補足可控核聚變的重要一環。
以往有沒有超導實際應用案例?答案是有的。但此前所誕生的均為低温超導,也就是實際使用中必須在近零下 200 多度的環境中,不具備大規模落地的可能。因此目前超導體多還在實驗室中,靜待有一天實現技術突破。如果 LK-99 屬實,實現了室温超導,那小到手機、電車快充,大到磁懸浮、星際旅行,人類真正可以展望能源自由了。
室温超導在材料學中屬于玄學範疇,天量的材料組合方式、疊加天量的工藝手段,所誕生的不同種類材料能以數萬億計,想要在其中恰巧找到它,概率不啻于在宇宙中找到一顆和地球一模一樣的星球。而這次 LK-99 的誕生,也是很多人暢想是否韓國科學家找到了那奇迹的萬億分之一的可能。
遺憾的是,在目前展現出來的所有證明中,越來越傾向這是一起烏龍事件。它只是表面看起來像超導,但實際大相徑庭。之所以熱度一直高漲的原因,除了人類對能源自由、對高生產力、對星辰大海的渴望外,還有資本市場在其中推波助瀾。這場關于人類命運的暢想終究還是一場美夢。
比特财經主編鄒震表示,最近,一支韓國科學家團隊的論文在預印本伺服器 arXiv.org 上引起了轟動。他們聲稱已經發現了一種名為 LK-99 的化合物。中國國内科學家的實驗結果也印證了 LK-99 這種常温超導現象材料的可復制性。此外,美國勞倫斯伯克利國家實驗室運用大型計算機對 LK-99 進行了全面模拟計算,并得出了支持韓國研究人員結論的結果。雖然這距離 LK-99 走向真正的商用還有太遠的距離,但這至少指明了一條可行路徑的方向。
"LK-99" 超導體具有極低的電阻和很高的電流承載能力,這使得其在能源傳輸和儲存方面具有巨大潛力。相比傳統的導線材料,該超導體能夠大幅提高能源傳輸效率,減少能源損耗,為可再生能源的開發和利用提供了新的可能性。目前全球數據中心耗能已接近三峽大壩兩年的發電量,要持續發展算力,能源是必須要闖過去的一關,在這方面,LK-99 應用前景可謂是一片光明。
其次是 "LK-99" 超導體的獨特性能使其成為研究高能物理、量子計算和量子通信等領網域的理想材料。應用 LK-99,一台 iPhone 大小的掌上終端,就可能擁有量子計算機的算力。因此,未來它将颠覆整個 IT 行業。
有觀點認為,由于 "LK-99" 超導體具有極低的電阻和磁場排斥效應,可以用于磁共振成像(MRI)等醫學設備中,提高成像質量和減少對患者的不适感,為醫學診斷和治療帶來了革命性的突破。這反應出 LK-99 将能創造出更多應用場景。
資深财經媒體人董曉孝表示,在説室温超導前,先説下高温超導。早在上世紀 80 年代,我們國家有科學工作者在研究過程中發現一個樣品在零下 90 ℃實現了超導,當時央視都已過來錄制節目,準備對外發布,這将是一項轟動世界的科研成果。這位科學工作者在播出前去請示他的導師——北科大的教授,這位導師指出 " 一定要做重復試驗确認 ",後來多次重復試驗就再也沒有成功過。舉這個例子,説明高温超導較難實現,至于室温超導,難度就更大了,條件也更加苛刻。當然,對于科學的探求與真理的追求,要不斷 " 大膽假設,小心求證 ",讓科學技術不斷進步、發展,但對待科學需要嚴謹的态度,扎實的重復試驗,應該要有學術的風骨。
螺旋實驗室螺旋君表示," 室温超導 " 這種堪比第四次工業革命的成就發現,在今年内就被宣布發現了三次,而且是被來自印度、美國、韓國三個不同的科研團隊發現。
雖然每一次的高調宣布,最終帶來的都是無法復現的失望,但是也并非沒有帶來 " 積極影響 ",比如股市,資金高調湧入超導概念股,法爾勝漲斬獲 6 天 4 板的 " 戰績 ",國纜檢測也連續兩日漲停。
但最終這些資本狂歡也如之前數次一樣,最終都會歸于沉寂,法爾勝這家公司聲稱自己只是一家金屬制品生產商和環保企業,并沒有對室温超導技術進行研究。另一家乘上風口的中孚實業,雖然它參與了中國社會科學院 2010 年的一個超導項目,但它只提供了場地和設備。
現在想想其實也就不難理解,為什麼這次韓國團隊室温超導的新聞,為什麼報道和轉載最多的不是科研機構,而是證券公司和财經媒體了。
關于目前超導材料的商業化應用狀況如何?哪些因素制約了它的大量應用?
《鲸平台》智庫專家郭施亮表示,室温超導復現實驗,引導超導概念股的炒作,包括美國超導以及 A 股的超導概念股都出現了大幅炒作的現象。作為一種颠覆性的產物,現在很可能處于概念階段,如同之前的元宇宙概念等。不過,人類的偉大來自夢想,夢想有了,很多事情都可能會實現。對資本市場來説,可能會從純概念炒作到商業邏輯炒作,最後再實現基本面回歸,概念股炒作之後,未來自然會存在分化的現象。一旦 LK-99 可以實現,将會是見證歷史,對很多行業将會帶來颠覆性的影響。不過,要真正實現商業化、完成應用場景的拓寬,估計還有漫長的路要走。
關于如果 LK-99的發現屬實,将對哪些行業產生巨大影響?
侃見财經負責人李雙江表示,近期,韓國一研究團隊在 arXiv 公布論文宣稱發現常壓室温超導體 LK-99 後,掀起了全球室温超導復現實驗的熱潮。
實際上,室温超導并不是新概念,之所以該概念能引發市場關注,主要是因為該材料的特性決定。
眾所周知,室温超導有着零電阻以及抗磁性的特性,如果該材料問世,那麼人類就能完美的解決電力傳輸過程中的電能損耗問題,這也意味着人類可能在能源革命中要掀開新的篇章,但想要解決并非易事。
目前從全球範圍内來看,室温超導有一定的進展,但是還沒有突破性進展,目前主要是資本市場的概念炒作,距離真正的落地還有很長的一段距離。
如果 LK-99 真的落地,那麼首先會對能源領網域產生颠覆性的影響,因為 LK-99 的零電阻和完美導電性能,可以提高電能的傳輸效率,減少電線的能量損失,從而實現更遠距離的高效傳輸,為全球清潔能源的應用提供堅實的基礎,如此之下,人類的能源問題幾乎就可以完美解決。
其次就是交通和航天方面,由于室温超導線圈作為 " 完美的電池 " 可以高效地存儲和釋放能量,具有快速充放電特點,且具有循環穩定性,如果實現,對于交通方面的影響将會是颠覆性的。此外,由于在能源方面的特性,有助于航空領網域實現突破性的發展,如果屬實,那麼移民火星的計劃可能在本世紀就可以實現了。
盤古智庫高級研究員江瀚表示,超導材料是一種具有超低電阻的導體,可以在沒有電場的情況下實現導電。常壓室温超導體 LK-99 具有常温的特點,其發現引起了科學界的轟動,因為它可能為室温超導的實際應用打開新的可能性。
室温超導意味着可以在常温下實現超導,不需要使用液氮或液氫等極低温度的條件,這将大大降低超導應用的成本和難度。超導材料的應用案例包括超導電纜、超導磁體、超導發電機等,目前超導材料的商業化應用狀況還不是很普遍,主要原因包括材料成本高、加工技術復雜、磁體尺寸受限等。
如果 LK-99 的發現屬實,将對電力、交通、醫療等行業產生巨大影響。至少以下幾個方面可以有較大的應用:
一是徹底變革能源產業,室温超導電纜可以大大降低電力傳輸的損耗,提高電網的穩定性和可靠性,減少對環境的影響。此外,超導發電機和超導變壓器也可以提高電氣設備的效率和可靠性。
二是有效優化交通出行方式,室温超導磁懸浮技術可以實現更高效、更安靜、更舒适的交通方式,例如超導磁懸浮列車、超導電動機等。此外,超導電纜還可以用于地下交通系統,如地鐵、輕軌等。
三是積極推動醫療領網域的應用,超導磁體可以用于磁共振成像、核磁共振波譜儀等設備,提高醫療設備的性能和精度,同時減少對患者的輻射影響。
四是改變計算機信息技術產業,超導數據存儲、超導計算機等技術可以實現更高效、更快速、更小型的信息處理設備,提高數據中心和計算機系統的性能和可靠性。
然而,室温超導技術還面臨着一些技術和理論上的挑戰,能否真正實現還是一個未知數。
竹閲文化 CEO 陳偉明表示,所謂超導體,顧名思義就是在特定條件下電阻值為 0 或者接近 0 的超級導體;I ² R= 發熱量。I 是電流,R 是電阻。若能實現常温超導,則可有效節能減排,同時降低電壓暫降和電流暫增的現象,提高電力系統的穩定性。
其中,最直接受益的,卻是電動汽車和懸浮高速列車,而與普通人息息相關的問題:電子產品的散熱。
可 LK99 只是驗證了室温超導的方向,開辟了一個迭代的新航路,但較長一段時間内 LK-99 很難有超導方面的實際應用。
在發電上,利用超導體容易獲得超強電流和超強磁場,容易制成用于約束核聚變的大型托克馬克裝置;芯片方面,利用超導體的電子隧道效應,制造量子計算芯片;交通方面,利用超導體的完全抗磁性,制造磁懸浮軌道;醫療方面,利用超導體提供的磁場誘發核磁共振……
" 常温超導體是人類現代科技所能達到最高端的材料,但往往只需要最樸素的烹饪方式。"
也許,這是人類下一次科技革命的初啼!
貝克街探案官負責人張傑表示,室温超導為何令世界着迷。7 月 22 日,有報道稱韓國研究團隊成功合成全球首個室温超導,臨界温度為 127 ℃,中科院物理所第一時間證偽。随後,韓國超導低温學會發布聲明稱,"LK-99" 并非常温超導體,因為它并沒有表現出超導體的特征。
雖然韓國 LK-99 研究團隊鬧了烏龍,但是室温超導并非不可能實現,2020 年,美國《自然》報道了美國羅切斯特大學物理學家 Ranga Dias 聯合内華達大學等團隊在室温超導領網域的重大突破:實現 287K(約 15 ℃)温度下的碳—硫—氫體系超導。
不過温度條件雖然友好,壓力條件卻極難達到。267GPa 壓強相當于标準大氣壓的 260 萬倍,已經與地球中心壓強(370GPa)處在同一量級。
換句話説,如果研究人員能夠将這種材料穩定在環境壓力,超導應用普及的夢想就有望實現,比如用于核磁共振成像和磁懸浮列車、無耗散電流傳送和不需要冷卻的超強超導磁體等。
一旦相關團隊真在室温超導領網域實現突破,意味着超導材料的應用将不再受限于低温冷卻設備的支持,超導應用将廣泛推廣至能源、醫療、機器人、電網、交通等諸多領網域。
首先是電力相關領網域全面革新,由于超導材料具備零電阻特性,可實現電力無損傳輸、儲存,提升遠距離輸電、長時儲能效率;大大提升電機效率、減少體積,電動汽車、機器人、發電領網域全面受益。
其次是醫療領網域,超導核磁共振設備更具經濟性,設備更加小型化;第三可以幫助磁懸浮列車大規模應用。;第四則可以應用在量子計算領網域,超導體的量子隧穿效應廣泛在超導量子幹涉儀(SQUIDs)、超導量子計算以及快速單磁通量子(RSFQ)數位電子設備等領網域。
至于室温超導何時才能實現,暫且先讓子彈飛一會。
資深媒體人崔伯爵吃魚表示,任何一項發明,其實都是在轉化賽道。如果這個技術是真的,其實本質上是把電力問題轉化成了新材料問題,可以預見,如果這個技術成熟,這種新材料,或者説金屬會成為世界上新的搶手貨,圍繞着這個材料的大國博弈,科技研發又會開始,這可能會改變原有的世界能源和材料格局。有很多問題呼之欲出:對石油的依賴會不會下降,新能源產品,比如電動車的銷量會不會變化。锂電池怎麼説,鎳電池呢?這一切都會發生改變。LK99 會不會牽涉到稀有金屬,這些金屬分布在哪裏?
一個問題解決了,又會衍生出無數其他問題。