距離美(měi)國羅徹斯特大(dà)學研究人(rén)員(yuán)宣稱發現一種室溫超導材料不到5個(gè)月(yuè)，全球科學界在室溫超導材料方面又宣布重大(dà)發現。

近日，韓國一個(gè)科學家團隊表示，他(tā)們發現了(le)全球首個(gè)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(de)鉛磷灰石）。該團隊興奮地指出，“所有證據都可(kě)以證明(míng)，LK-99是世界首個(gè)室溫常壓超導體。LK-99的(de)誕生意味著(zhe)室溫超導領域的(de)重大(dà)突破，開啓了(le)一個(gè)全新的(de)曆史時(shí)代。”

不過，《每日經濟新聞》記者注意到，該團隊的(de)論文目前僅上傳到了(le)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(de)研究被“推翻”的(de)先例，該韓國科學家團隊的(de)研究成果也(yě)必然将受到嚴格審查。

研究稱新材料LK-99 的(de)臨界溫度僅爲127°C

爲

超導性的(de)關鍵點則在于臨界溫度，隻要低于這(zhè)個(gè)溫度，材料就會具有超導性。因此，一種能夠在實驗室之外的(de)常規條件下(xià)工作的(de)超導體将是革命性的(de)。

如今距離人(rén)類首次發現超導現象已經有100多(duō)年了(le)。早在1911年，荷蘭物(wù)理(lǐ)學家Heike Kamerlingh Onnes就已經發現，當溫度降低至4.2K（約-268.95℃）時(shí)，浸泡在液氨裏的(de)金屬汞的(de)電阻會消失。

《每日經濟新聞》記者還(hái)注意到，在韓國此次的(de)研究公布之前，也(yě)有其他(tā)研究人(rén)員(yuán)聲稱開發出了(le)室溫超導的(de)材料。

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

今年3月(yuè)份，來(lái)自美(měi)國羅切斯特大(dà)學的(de)物(wù)理(lǐ)學家 Ranga Dias 聲稱自己在 21℃條件下(xià)實現了(le)室溫超導 —— 由氫（99%）、氮（1%）和(hé)純镥制成的(de)材料 LNH 在 21°C、1GPa 條件下(xià)就實現了(le)超導狀态。

不過，Dias團隊的(de)研究發表後遭到多(duō)方質疑。加州大(dà)學聖地亞哥(gē)分(fēn)校理(lǐ)論物(wù)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(rén)并沒有在拉斯維加斯的(de)美(měi)國物(wù)理(lǐ)學會會議(yì)上對(duì)他(tā)們團隊的(de)研究進行複現。而在Dias的(de)研究公布後，南(nán)京大(dà)學聞海虎團隊曾火速安排重複實驗，但團隊發現，Dias給的(de)制備樣品方案幾乎不可(kě)行，于是他(tā)們結合自己的(de)條件，完全以新的(de)方式進行合成并得(de)到了(le)镥氮氫材料。“我們的(de)實驗清楚地表明(míng)，從環境壓力到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(de)另一篇關于室溫超導的(de)論文曾在2020年被《自然》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(zhè)削弱了(le)編輯們對(duì)類似研究結果的(de)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(de)到突破，将有可(kě)能徹底改變科學和(hé)技術的(de)方方面面。室溫超導體最顯著的(de)優點之一是其提供了(le)前所未有的(de)能源利用(yòng)效率。通(tōng)常來(lái)講，超導體需要極低的(de)環境才能實現，這(zhè)使得(de)它們的(de)實際應用(yòng)受到嚴格限制，這(zhè)些應用(yòng)主要集中在能源密集型領域。如果能在室溫條件下(xià)實現超導性，輸電和(hé)配電系統将因爲幾乎爲零的(de)電阻而不造成任何能量的(de)損失。

量子計算(suàn)機則将成爲室溫超導的(de)直接受益者。有了(le)室溫超導，量子計算(suàn)機将變得(de)更加實用(yòng)和(hé)容易獲得(de)。目前，大(dà)多(duō)數量子計算(suàn)機都在接近絕對(duì)零度的(de)超低溫條件下(xià)運行，以盡量減少噪音(yīn)。這(zhè)種對(duì)極端冷(lěng)卻的(de)要求不僅在技術上具有挑戰性且成本高(gāo)昂，而且還(hái)限制了(le)量子計算(suàn)機系統的(de)可(kě)拓展性。室溫超導具有在環境溫度下(xià)零電阻導電的(de)能力， 可(kě)以爲量子比特提供一個(gè)穩定和(hé)可(kě)控的(de)環境，而不需要複雜(zá)的(de)冷(lěng)卻系統。

該韓國科學家團隊也(yě)在論文中指出，其發現可(kě)能會對(duì)廣泛的(de)技術應用(yòng)領域産生深遠(yuǎn)的(de)影(yǐng)響，包括磁鐵、電機、電纜、磁懸浮列車、量子計算(suàn)機等。

了(le)制造這(zhè)種名爲 LK-99 的(de)新材料，該韓國研究團隊将幾種含有鉛、氧、硫和(hé)磷的(de)粉末狀化(huà)合物(wù)混合在一起，然後在高(gāo)溫下(xià)加熱(rè)數小時(shí)，粉末發生化(huà)學反應，得(de)到一種摻雜(zá)銅的(de)鉛-磷灰石晶體。

據悉，該團隊的(de)研究人(rén)員(yuán)包括量子能源研究中心CEO Sukbae Lee，長(cháng)期從事高(gāo)溫超導方向的(de)物(wù)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作；以及韓國高(gāo)麗大(dà)學教授Young-Wan Kwon，專注于凝聚态物(wù)理(lǐ)、先進材料等領域的(de)研究。

随後，研究人(rén)員(yuán)測量了(le)毫米大(dà)小的(de)LK-99樣品在不同溫度環境下(xià)對(duì)電流通(tōng)過的(de)阻力，發現其所謂的(de)電阻率從105℃時(shí)的(de)較大(dà)正值急劇下(xià)降到30℃時(shí)的(de)幾乎零電阻。

研究小組記錄了(le)LK-99的(de)臨界溫度（Tc）、零電阻率、臨界電流（Ic）、臨界磁場(chǎng)（Hc）和(hé)邁斯納效應（超導體從一般狀态相變至超導态的(de)過程中對(duì)磁場(chǎng)的(de)排斥現象）。該韓國研究團隊在論文中稱，其發現的(de)LK-99的(de)臨界溫度爲127°C，這(zhè)意味著(zhe)這(zhè)種材料可(kě)以很容易在地球上的(de)所有環境中使用(yòng)。各種效應使得(de)該研究小組确信LK-99确實是一種超導體。

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

雖然該韓國科學家團隊對(duì)室溫超導材料的(de)發現令外界非常興奮，但謹慎對(duì)待類似的(de)研究同樣也(yě)很重要。

業内分(fēn)析指出，在科學上被廣泛接受和(hé)認可(kě)前，還(hái)需要同行進一步嚴格和(hé)獨立的(de)嚴重。此外，科學界還(hái)必須重複複現，以确認這(zhè)一發現的(de)可(kě)重複性和(hé)可(kě)靠性。

此外，研究人(rén)員(yuán)還(hái)需要進行廣泛的(de)研究，以了(le)解LK-99室溫超導性背後的(de)基本機制。探索LK-99潛在的(de)限制和(hé)挑戰，例如超導狀态的(de)穩定性和(hé)壽命，對(duì)于評估材料的(de)實際适用(yòng)性至關重要。最後，來(lái)自該領域專家的(de)同行評議(yì)和(hé)審查也(yě)将有助于複現上述韓國研究團隊的(de)助長(cháng)。

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