距離(lí)美國(guó)羅徹斯特大(dà)學研究人(rén)員(yuán)宣稱發現一種室溫超導材料不到5個月，全球科(kē)學界在室溫超導材料方面又宣布重大(dà)發現。

近日(rì)，韓國(guó)一個科(kē)學家團隊表示，他(tā)們發現了全球首個室溫常壓超導材料——改性鉛磷灰石晶體(tǐ)結構（下稱LK- 99，一種摻雜銅的鉛磷灰石）。該團隊興奮地指出，“所有證據都(dōu)可(kě)以證明，LK-99是世界首個室溫常壓超導體(tǐ)。LK-99的誕生(shēng)意味着室溫超導領域的重大(dà)突破，開啓了一個全新的曆史時代。”

不過，《每日(rì)經濟新聞》記者注意到，該團隊的論文目前僅上傳到了預印本服務器arXiv，還(hái)不清楚該論文是否已提交給期刊進行同行評議(yì)。由于已有同題的研究被“推翻”的先例，該韓國(guó)科(kē)學家團隊的研究成果也必然将受到嚴格審查。

研究稱新材料LK-99 的臨界溫度僅爲127°C

爲

超導性的關鍵點則在于臨界溫度，隻要低于這個溫度，材料就(jiù)會具有超導性。因此，一種能夠在實驗室之外的常規條件(jiàn)下工(gōng)作(zuò)的超導體(tǐ)将是革命性的。

如(rú)今距離(lí)人(rén)類首次發現超導現象已經有100多年(nián)了。早在1911年(nián)，荷蘭物理(lǐ)學家Heike Kamerlingh Onnes就(jiù)已經發現，當溫度降低至4.2K（約-268.95℃）時，浸泡在液氨裡(lǐ)的金屬汞的電阻會消失。

《每日(rì)經濟新聞》記者還(hái)注意到，在韓國(guó)此次的研究公布之前，也有其他(tā)研究人(rén)員(yuán)聲稱開發出了室溫超導的材料。

早在2020年(nián)，美國(guó)内華達大(dà)學的研究人(rén)員(yuán)就(jiù)稱其開發出了一種室溫超導材料，并成立了一家名爲Unearthly Materials來(lái)進一步開發。

今年(nián)3月份，來(lái)自(zì)美國(guó)羅切斯特大(dà)學的物理(lǐ)學家 Ranga Dias 聲稱自(zì)己在 21℃條件(jiàn)下實現了室溫超導 —— 由氫（99%）、氮（1%）和純镥制成的材料 LNH 在 21°C、1GPa 條件(jiàn)下就(jiù)實現了超導狀态。

不過，Dias團隊的研究發表後遭到多方質疑。加州大(dà)學聖地亞哥分(fēn)校(xiào)理(lǐ)論物理(lǐ)學家喬治·赫希（Jorge E.Hirsch）教授曾對每經記者指出，Dias本人(rén)并沒有在拉斯維加斯的美國(guó)物理(lǐ)學會會議(yì)上對他(tā)們團隊的研究進行複現。而在Dias的研究公布後，南(nán)京大(dà)學聞海虎團隊曾火(huǒ)速安排重複實驗，但(dàn)團隊發現，Dias給的制備樣品方案幾乎不可(kě)行，于是他(tā)們結合自(zì)己的條件(jiàn)，完全以新的方式進行合成并得(de)到了镥氮氫材料。“我們的實驗清楚地表明，從(cóng)環境壓力到6.3GPa，溫度低至10K（約-263攝氏度），镥氮氫材料LuH2±xNy中不存在超導性。” 

由于Dias團隊的另一篇關于室溫超導的論文曾在2020年(nián)被《自(zì)然》撤稿，理(lǐ)由是研究人(rén)員(yuán)在數據處理(lǐ)方面存在違規行爲，這削弱了編輯們對類似研究結果的信心。

近年(nián)來(lái)，全球之所以對室溫超導材料關注如(rú)此密切，正是因爲這項技術(shù)一旦得(de)到突破，将有可(kě)能徹底改變科(kē)學和技術(shù)的方方面面。室溫超導體(tǐ)最顯著的優點之一是其提供了前所未有的能源利用效率。通常來(lái)講，超導體(tǐ)需要極低的環境才能實現，這使得(de)它們的實際應用受到嚴格限制，這些應用主要集中在能源密集型領域。如(rú)果能在室溫條件(jiàn)下實現超導性，輸電和配電系統将因爲幾乎爲零的電阻而不造成任何能量的損失。

量子計(jì)算機(jī)則将成爲室溫超導的直接受益者。有了室溫超導，量子計(jì)算機(jī)将變得(de)更加實用和容易獲得(de)。目前，大(dà)多數量子計(jì)算機(jī)都(dōu)在接近絕對零度的超低溫條件(jiàn)下運行，以盡量減少噪音。這種對極端冷(lěng)卻的要求不僅在技術(shù)上具有挑戰性且成本高昂，而且還(hái)限制了量子計(jì)算機(jī)系統的可(kě)拓展性。室溫超導具有在環境溫度下零電阻導電的能力， 可(kě)以爲量子比特提供一個穩定和可(kě)控的環境，而不需要複雜的冷(lěng)卻系統。

該韓國(guó)科(kē)學家團隊也在論文中指出，其發現可(kě)能會對廣泛的技術(shù)應用領域産生(shēng)深遠(yuǎn)的影(yǐng)響，包括磁鐵、電機(jī)、電纜、磁懸浮列車、量子計(jì)算機(jī)等。

了制造這種名爲 LK-99 的新材料，該韓國(guó)研究團隊将幾種含有鉛、氧、硫和磷的粉末狀化合物混合在一起，然後在高溫下加熱(rè)數小時，粉末發生(shēng)化學反應，得(de)到一種摻雜銅的鉛-磷灰石晶體(tǐ)。

據悉，該團隊的研究人(rén)員(yuán)包括量子能源研究中心CEO Sukbae Lee，長期從(cóng)事(shì)高溫超導方向的物理(lǐ)研究；量子能源研究中心研究員(yuán)Ji-Hoon Kim，主要負責樣品合成工(gōng)作(zuò)；以及韓國(guó)高麗大(dà)學教授Young-Wan Kwon，專注于凝聚态物理(lǐ)、先進材料等領域的研究。

随後，研究人(rén)員(yuán)測量了毫米大(dà)小的LK-99樣品在不同溫度環境下對電流通過的阻力，發現其所謂的電阻率從(cóng)105℃時的較大(dà)正值急劇(jù)下降到30℃時的幾乎零電阻。

研究小組記錄了LK-99的臨界溫度（Tc）、零電阻率、臨界電流（Ic）、臨界磁場（Hc）和邁斯納效應（超導體(tǐ)從(cóng)一般狀态相(xiàng)變至超導态的過程中對磁場的排斥現象）。該韓國(guó)研究團隊在論文中稱，其發現的LK-99的臨界溫度爲127°C，這意味着這種材料可(kě)以很容易在地球上的所有環境中使用。各種效應使得(de)該研究小組确信LK-99确實是一種超導體(tǐ)。

超導體(tǐ)沒有電阻的原因在于内部電子的活動。當某特定材料實現超導時，其中的電子會克服排斥力并配對，在不損失能量的情況下自(zì)由流動。該韓國(guó)團隊認爲，LK-99中之所以會出現這種超導情況，是由微小的體(tǐ)積收縮（0.48%）導緻的結構形變引起的。

雖然該韓國(guó)科(kē)學家團隊對室溫超導材料的發現令外界非常興奮，但(dàn)謹慎對待類似的研究同樣也很重要。

業内分(fēn)析指出，在科(kē)學上被廣泛接受和認可(kě)前，還(hái)需要同行進一步嚴格和獨立的嚴重。此外，科(kē)學界還(hái)必須重複複現，以确認這一發現的可(kě)重複性和可(kě)靠性。

此外，研究人(rén)員(yuán)還(hái)需要進行廣泛的研究，以了解LK-99室溫超導性背後的基本機(jī)制。探索LK-99潛在的限制和挑戰，例如(rú)超導狀态的穩定性和壽命，對于評估材料的實際适用性至關重要。最後，來(lái)自(zì)該領域專家的同行評議(yì)和審查也将有助于複現上述韓國(guó)研究團隊的助長。

該韓國(guó)研究團隊表示，他(tā)們理(lǐ)解外界對其研究成果的質疑，也支持任何想自(zì)行制備并測試LK-99超導性的人(rén)。與此同時，該團隊将繼續努力完善他(tā)們的超導樣品，并朝着大(dà)規模生(shēng)産的方向邁進。