距離美(měi)國羅徹斯特大(dà)學研究人員宣稱發現(xiàn)一種室溫超導材料不到(dào)5個月，全球科學界在室溫超導材料方面又宣布重大(dà)發現(xiàn)。

近日，韓國一個科學家團隊表示，他(tā)們發現(xiàn)了(le)全球首個室溫常壓超導材料——改性鉛磷灰石晶體結構（下(xià)稱LK- 99，一種摻雜(zá)銅的鉛磷灰石）。該團隊興奮地指出，“所有證據都可以證明(míng)，LK-99是世界首個室溫常壓超導體。LK-99的誕生意味着室溫超導領域的重大(dà)突破，開(kāi)啓了(le)一個全新的曆史時(shí)代。”

不過，《每日經濟新聞》記者注意到(dào)，該團隊的論文(wén)目前僅上(shàng)傳到(dào)了(le)預印本服務器arXiv，還不清楚該論文(wén)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，該韓國科學家團隊的研究成果也(yě)必然将受到(dào)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(dī)于這(zhè)個溫度，材料就會(huì)具有超導性。因此，一種能(néng)夠在實驗室之外(wài)的常規條件下(xià)工(gōng)作(zuò)的超導體将是革命性的。

如今距離人類首次發現(xiàn)超導現(xiàn)象已經有100多年了(le)。早在1911年，荷蘭物理(lǐ)學家Heike Kamerlingh Onnes就已經發現(xiàn)，當溫度降低(dī)至4.2K（約-268.95℃）時(shí)，浸泡在液氨裏的金(jīn)屬汞的電阻會(huì)消失。

《每日經濟新聞》記者還注意到(dào)，在韓國此次的研究公布之前，也(yě)有其他(tā)研究人員聲稱開(kāi)發出了(le)室溫超導的材料。

早在2020年，美(měi)國内華達大(dà)學的研究人員就稱其開(kāi)發出了(le)一種室溫超導材料，并成立了(le)一家名爲Unearthly Materials來(lái)進一步開(kāi)發。

今年3月份，來(lái)自(zì)美(měi)國羅切斯特大(dà)學的物理(lǐ)學家 Ranga Dias 聲稱自(zì)己在 21℃條件下(xià)實現(xiàn)了(le)室溫超導 —— 由氫（99%）、氮（1%）和(hé)純镥制成的材料 LNH 在 21°C、1GPa 條件下(xià)就實現(xiàn)了(le)超導狀态。

不過，Dias團隊的研究發表後遭到(dào)多方質疑。加州大(dà)學聖地亞哥(gē)分校理(lǐ)論物理(lǐ)學家喬治·赫希（Jorge E.Hirsch）教授曾對(duì)每經記者指出，Dias本人并沒有在拉斯維加斯的美(měi)國物理(lǐ)學會(huì)會(huì)議(yì)上(shàng)對(duì)他(tā)們團隊的研究進行複現(xiàn)。而在Dias的研究公布後，南京大(dà)學聞海虎團隊曾火速安排重複實驗，但(dàn)團隊發現(xiàn)，Dias給的制備樣品方案幾乎不可行，于是他(tā)們結合自(zì)己的條件，完全以新的方式進行合成并得到(dào)了(le)镥氮氫材料。“我們的實驗清楚地表明(míng)，從(cóng)環境壓力到(dào)6.3GPa，溫度低(dī)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(wén)曾在2020年被《自(zì)然》撤稿，理(lǐ)由是研究人員在數據處理(lǐ)方面存在違規行爲，這(zhè)削弱了(le)編輯們對(duì)類似研究結果的信心。

近年來(lái)，全球之所以對(duì)室溫超導材料關注如此密切，正是因爲這(zhè)項技術一旦得到(dào)突破，将有可能(néng)徹底改變科學和(hé)技術的方方面面。室溫超導體最顯著的優點之一是其提供了(le)前所未有的能(néng)源利用(yòng)效率。通常來(lái)講，超導體需要極低(dī)的環境才能(néng)實現(xiàn)，這(zhè)使得它們的實際應用(yòng)受到(dào)嚴格限制，這(zhè)些(xiē)應用(yòng)主要集中在能(néng)源密集型領域。如果能(néng)在室溫條件下(xià)實現(xiàn)超導性，輸電和(hé)配電系統将因爲幾乎爲零的電阻而不造成任何能(néng)量的損失。

量子計(jì)算(suàn)機則将成爲室溫超導的直接受益者。有了(le)室溫超導，量子計(jì)算(suàn)機将變得更加實用(yòng)和(hé)容易獲得。目前，大(dà)多數量子計(jì)算(suàn)機都在接近絕對(duì)零度的超低(dī)溫條件下(xià)運行，以盡量減少噪音(yīn)。這(zhè)種對(duì)極端冷卻的要求不僅在技術上(shàng)具有挑戰性且成本高(gāo)昂，而且還限制了(le)量子計(jì)算(suàn)機系統的可拓展性。室溫超導具有在環境溫度下(xià)零電阻導電的能(néng)力， 可以爲量子比特提供一個穩定和(hé)可控的環境，而不需要複雜(zá)的冷卻系統。

該韓國科學家團隊也(yě)在論文(wén)中指出，其發現(xiàn)可能(néng)會(huì)對(duì)廣泛的技術應用(yòng)領域産生深遠的影響，包括磁鐵(tiě)、電機、電纜、磁懸浮列車、量子計(jì)算(suàn)機等。

了(le)制造這(zhè)種名爲 LK-99 的新材料，該韓國研究團隊将幾種含有鉛、氧、硫和(hé)磷的粉末狀化合物混合在一起，然後在高(gāo)溫下(xià)加熱數小(xiǎo)時(shí)，粉末發生化學反應，得到(dào)一種摻雜(zá)銅的鉛-磷灰石晶體。

據悉，該團隊的研究人員包括量子能(néng)源研究中心CEO Sukbae Lee，長期從(cóng)事(shì)高(gāo)溫超導方向的物理(lǐ)研究；量子能(néng)源研究中心研究員Ji-Hoon Kim，主要負責樣品合成工(gōng)作(zuò)；以及韓國高(gāo)麗(lì)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，研究人員測量了(le)毫米大(dà)小(xiǎo)的LK-99樣品在不同溫度環境下(xià)對(duì)電流通過的阻力，發現(xiàn)其所謂的電阻率從(cóng)105℃時(shí)的較大(dà)正值急劇(jù)下(xià)降到(dào)30℃時(shí)的幾乎零電阻。

研究小(xiǎo)組記錄了(le)LK-99的臨界溫度（Tc）、零電阻率、臨界電流（Ic）、臨界磁場（Hc）和(hé)邁斯納效應（超導體從(cóng)一般狀态相變至超導态的過程中對(duì)磁場的排斥現(xiàn)象）。該韓國研究團隊在論文(wén)中稱，其發現(xiàn)的LK-99的臨界溫度爲127°C，這(zhè)意味着這(zhè)種材料可以很(hěn)容易在地球上(shàng)的所有環境中使用(yòng)。各種效應使得該研究小(xiǎo)組确信LK-99确實是一種超導體。

超導體沒有電阻的原因在于内部電子的活動。當某特定材料實現(xiàn)超導時(shí)，其中的電子會(huì)克服排斥力并配對(duì)，在不損失能(néng)量的情況下(xià)自(zì)由流動。該韓國團隊認爲，LK-99中之所以會(huì)出現(xiàn)這(zhè)種超導情況，是由微小(xiǎo)的體積收縮（0.48%）導緻的結構形變引起的。

雖然該韓國科學家團隊對(duì)室溫超導材料的發現(xiàn)令外(wài)界非常興奮，但(dàn)謹慎對(duì)待類似的研究同樣也(yě)很(hěn)重要。

業内分析指出，在科學上(shàng)被廣泛接受和(hé)認可前，還需要同行進一步嚴格和(hé)獨立的嚴重。此外(wài)，科學界還必須重複複現(xiàn)，以确認這(zhè)一發現(xiàn)的可重複性和(hé)可靠性。

此外(wài)，研究人員還需要進行廣泛的研究，以了(le)解LK-99室溫超導性背後的基本機制。探索LK-99潛在的限制和(hé)挑戰，例如超導狀态的穩定性和(hé)壽命，對(duì)于評估材料的實際适用(yòng)性至關重要。最後，來(lái)自(zì)該領域專家的同行評議(yì)和(hé)審查也(yě)将有助于複現(xiàn)上(shàng)述韓國研究團隊的助長。

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