又一個“迪亞斯”事件？韓國室溫超導疑云

當AI圈還在忙著調參“煉丹”造大模型，土法“煉丹”造室溫超導已風靡材料圈。

近日，韓國學者公開發表了兩篇論文，聲稱合成了世界上第一個室溫常壓超導體——LK99。論文顯示，LK99的合成方式十分簡單：只需分別合成黃鉛礦、磷化亞銅晶體，之后將二者在坩堝中混合，再進行密封加熱，在反應中蒸發掉黃鉛礦中的硫元素，就能得到改性鉛-磷灰石晶體結構的超導材料。

由于實驗過程較為簡單，復現難度較低，且材料的抗磁性也被隨后放出的疑似邁納斯懸浮效應視頻驗證，LK99的發現在全球引起轟動。若如此簡易的制備就能得到真正的超導材料，那么超導材料的商業化也將快速實現，由此帶來的各種變革將創造一個物質與能源無比豐富的世界，無異于第三次工業革命。

(資料圖)

當代科學的明珠

超導電性是20世紀最偉大的科學發現之一，它指的是當某些材料在溫度降低到某一臨界溫度(Tc)時電阻突然消失，電流可以在其間無損耗流動的現象，具備這種特性的材料則被稱為超導材料或超導體。超導材料的發現和研究已經為電力輸送、磁共振成像和量子計算等領域帶來了重大的影響。

按照臨界溫度，超導體可被分為低溫超導材料和高溫超導材料。以25k（-248.15攝氏度）為分界線，Tc<25k的是低溫超導材料，Tc≥25k的是高溫超導材料。

低溫超導材料中，NbTi(Tc=9.5k)和Nb3Sn(Tc=18k)因具有優良的機械加工性能和成本優勢，其制備技術與工藝已經相當成熟，目前已實現商業化。目前低溫超導的下游應用主要包括加速器磁體、核聚變工程用超導磁體、核磁共振磁體、通用超導磁體等。在相當長的時期內，低溫超導材料仍將是最主要的超導產業支柱性材料。

高溫超導材料中具備實用價值的主要包括鉍系(Tc=110K)、釔系(Tc=92K)和MgB2超導材料(Tc=39K)、鐵基超導材料等。其中鉍系和釔系高溫超導材料生產成本較高，尚處于商業化初期。目前高溫超導的下游終端應用主要包括超導電纜、超導電機、超導變壓器、超導濾波器等。

自荷蘭物理學家Kamerlingh Onnes發現超導現象至今已100多年，在最初超過五分之三的時間里，超導臨界溫度的提升十分緩慢。70多年中，超導臨界溫度只被提升到23.2k，這一段時間內發現的超導體均為低溫超導體。

隨著銅氧化物超導體和鐵基超導體的科研進展實現實質性突破，高溫超導體才得以開啟高速發展的征程。截至目前，人類在常壓下能觀察到超導現象的最高溫度是135k（零下138度）。

為擴大超導材料的規模化應用，近年來科研人員對室溫超導材料的研究興趣不斷增長。室溫超導材料能在相對較高的溫度下表現出超導現象，不需要制冷或對制冷要求較低，便于進一步實現更高效的超導應用。

室溫超導脫“虛”向“實”

科學家們正在不斷探索新的材料，并尋找室溫超導現象的機制。室溫超導的實現預計將為能源、交通、醫學和計算等領域帶來革命性的影響。

2020年，美國羅切斯特大學助理教授迪亞斯通過光化學合成簡單的碳質硫氫化物(CSH)，并將其超導臨界溫度提升至15攝氏度，這是人類第一次觀察到室溫超導體，具有里程碑式的意義。但在金剛石壓腔中觀察到的超導現象需要2670億帕的環境壓力，且產生超導現象的材料數量極其微量，并無法產生實際的應用。因此，下一個科研目標則是爭取找到在較低壓力下制造室溫超導體的方法，以實現大批量生產。

今年3月，迪亞斯在一場演講中表示，三元或更大的體系可能是實現更高轉變溫度和在室溫條件下實現超導性的關鍵。同時，他宣稱和團隊創造出一種能在室溫和近常壓下工作的超導體——這種由氫、氮和稀土金屬镥反應所得的固體化合物，在21攝氏度和大約1Gpa的壓力下，能以零電阻的形式傳導電流。

專家表示，1GPa雖然已遠低于目前主流室溫超導體所需的數百萬個大氣壓，但其實現難度依然較大，無法應用到實際場景中。就在迪亞斯宣布發現室溫超導的十天后，三個國內科研團隊的復現實驗相繼失敗。同時，迪亞斯還被扒出前科——全程參與了此前哈佛大學的“金屬氫”造假事件。

而最近的韓國團隊發表的論文作者表示，其團隊制造的LK-99室溫超導材料或許可以在一個月之內被復制。僅僅通過合成和摻雜，就在本應不具備明顯電磁特性的鉛磷灰石化合物中發現了一種在室溫下具有“超導”性質的新材料。韓國團隊的這一發現同樣也引起了質疑。

為證明實驗結果的可靠性，韓國團隊兩篇論文中第二篇論文的上傳者還放出了一則視頻：將一個不規則的類圓柱薄片放在磁鐵上方，可以明顯看到薄片一側翹起、懸空，呈“部分懸浮”。

超導應用研究專家洪智勇表示，從該團隊公布的論文來看，其測試手法與目前的超導材料驗證試驗存在差異，且測試方法和數據的呈現方式過于粗糙，難以證實材料是否真的具有超導性質。南京大學物理學院教授聞海虎指出，“韓國團隊此次發現的新材料所具備的所謂超導性，可能僅僅基于一個假象。”電阻、磁化和所謂的磁懸浮，都不足以說明它是超導現象。

就在韓國發布論文的當晚，國內網絡問答社區知乎上就有答主著手進行了復現實驗。值得注意的是，在相關實驗被復現成功之前，先后相隔不久上傳的兩篇論文的作者疑似被曝出因“內訌”發生搶跑發刊，兩篇論文作者的署名不同，且因倉促上傳，第二篇論文雖比第一篇更詳盡，但也出現了一些錯誤，目前正在重新上傳。

室溫超導這一冷門賽道的競爭逐漸激烈。最新消息顯示，美國佛州公司Taj Quantum公布照片稱，新發現一種室溫超導材料，系一種石墨烯泡沫材料，非常易碎。目前已獲得美國專利商標局授權，并稱自己的材料才是世界首個室溫超導材料。

小結

猜疑之外，也有不少人對韓國此次室溫超導的發現表達了支持與期待。

有觀點認為，這種突破性的發現若被證實且規模化商用，可控核聚變的難度將大大降低、輸電的損耗與成本無限降低，僅僅這兩點，就將帶來取之不盡用之不竭的電能。這意味著，電淡化海水、電解水生成氫氣與氧氣、二氧化碳與電解氫氣生成淀粉等等這些曾經的暢想將一個個實現并成為未來能源與物質供給的一條通用渠道，交通、醫療等公共行業的運行效率將不斷提高，居民的生活成本也將肉眼可見地降低。

對于研究團隊來說，一旦這項成果被證實可行，諾貝爾獎也將唾手可得，各種榮譽紛至沓來，更不用說之后將得到的專利授權費用等商業利益。

但就產業角度而言，室溫超導的商業化落地時間仍無從確定，目前Tc≥25k的高溫超導仍是商用的主力軍。2023年成為高溫超導應用規模化放量元年，超導電纜、超導磁體、超導電子器件等領域是市場的主要應用方向。

隨著應用場景持續廣泛，全球高溫超導市場空間有望持續擴張至百億規模，是帶動全球超導材料市場規模持續增長的關鍵動力。

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