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常温超导问世?韩国科学家最新研究!人类即将迈进第四次工业革命

2023-08-02 14:13:48来源:贺翔说

作者:水生花瑜

编辑:大老师


(资料图)

最近,韩国的科学家们在arXi平台上发表了一篇论文,宣称说他们制作出了一种常温常压下的名为“LK-99”超导体材料,这是一种电阻几乎等于0的材料

消息一传开,全世界炸开了。

目前,研究该领域的全球实验室都在赶工,看能不能复现。

如果复现成功的话,等于人类现代科技又迈进新纪元——引发第四次工业革命大爆发!

这篇论文发表在arXi上,有两个不同的版本,发表间隔只有不到2.5小时。

第一篇是由Lee、Kim和Kwon三位作者挂名,第二篇是由Lee、Kim和Hyun-Tak kim挂名。

论文内容提到,像我们平常电力传输经过的电线或者各种电器,只要传输一定会伴随许多能量耗损。

但超导体就没有,如果输入100帕的电,出来就是100帕,完全无耗损。

还有一个特性就是抗磁性,把它放在磁铁上,会有一个悬浮的现象,称为麦斯纳效应。

常温超导合成步骤

常温超导是怎么合成的?主要有三个步骤:

第一步,把氧化铅跟硫酸铅的粉末各50%在坩锅中混合,用725度C加热24小时合成出这个物质Pb2(SO4)O,名为黄铅矿。

这物质在自然界就有了,可以想象它合成难度有多低。

(黄铅矿)


第二步,合成磷化亚铜

把铜跟磷的粉末按照比例在干锅中混合,用混合好的粉末密封在真空管里面,丢进去玻璃管里面抽真空,用550度C的温度加热48小时。

第三步,把刚才两个东西磨成粉,然后在坩锅中混合,再放入真空管里,用925度C加热五到20小时就完成了。

常温超导材料”LK-99”是一种六边形结构的晶体,并且在超导态的时候,在垂直方向上会形成一维的超导链。


(正面)

(侧面)

(垂直)

首先进行电阻测试,一边通电一边改变温度,发现了大概有几个阶段:

第一个阶段:在60度C以下时,电阻是趋近于零;

第二个阶段:60到105度,电阻缓慢上升;

第三个阶段:105度到127度,电阻值就趋于平缓。

第四阶段:在超过临界温度127度C的时候,电阻值直接跳上去,这时候就脱离超导态。

接着量测磁化率,那重点在于纵轴数值都是维持在负的,代表的是具有抗磁性的,也就是超导体特性

下面图片展示,可以看到这块磁铁上放的这块LK-99有悬浮的现象,而且明显是在常温常压的环境下达成的。

有一部分是垂下去的,这是因为合成过程中产生的杂质不均匀导致的,这需要未来制成的改良,但悬浮的那一边是浮起来。

所以超导、抗磁性,两个超导体的特性都满足。

按照这篇论文所说,这些科学家真的做出了一个在常温常压下合成方法简单,成本低的超导体。

并且,如果实现常温超导将消除对冷却设备的需求,极大地降低可控核聚变的复杂性,使核聚变发电商用化的难度大幅减少超过90%。

这一技术突破将使核聚变发电成本大幅降低,到达白菜价中的白菜价水平。

常温超导的潜在应用

那为什么说超导体材料会导致人类进入革命性的新纪元呢?


第一、能源效率。

电力100%输入,100%输出,完全没有浪费,就能大幅提升能源使用跟储存效率,因此,能源价格的大幅下降,这一技术将为人类带来巨大的福利和优势。

第二、用超导体做晶片

所有电子产品、电脑、通讯装置,运算能力跟速度都会大幅提升,而且功耗大幅降低。

第三、交通行业。使用超导体可以制造磁浮列车,速度超快,超稳,超节能。

第四、医疗行业

大幅改进核磁共振影像(MRI)的成像技术,会更准确,并且会因超导技术的实现迅速廉价化,让普通人都看得起病。


这些都还只是冰山一角,有了超导体材料,基本上人类科技各个方面都极大幅度的提升效率。

但问题就在于,现在常温超导体目前只有在极端环境下才会有超导体的特性,要么是极低温,要么是极高压。

要让它维持超导特性,就要用液态氮降温到-196度C,这还只是实验室环境中。

如果要应用在各种产业上,光要维持那个低温的成本跟耗能就完全不值得这样做。

但如果有一种低成本,而且在常温常压的自然环境下就能有超导体特性的材料,这种材料一旦做出来,真的引发人类第四次工业革命爆发。

常温超导的质疑与可信度

当然这时会有人提出质疑,相比欧洲、美国、日本这些获得一堆诺贝尔奖的科研国家来说,韩国并不是什么科研大国,也没有科学家得过诺贝尔奖。

凭什么是韩国人发现?

凭什么?

正常来讲,要造假,他们可以选一些很稀有的原料,合成方式很复杂,测量方法很难的东西来做。

这样遭到别人质疑时,才有转换空间,才能把时间拖长,才能打迷糊杖吧?

但是,LK-99合成很简单,测量也很简单,而且这几位韩国科学家的确是在这个领域深耕几十年的资深学者,不太有可能会用这种极度粗糙的方式来让全世界打自己脸。

当然,是真是假不能先入为主,实践出真理。

一切都要看全球其他实验室能不能实现,能实现就是真的,不能复现就是假的。

目前,全世界应该所有研究这方面的实验室都在实践,结果也很快会揭晓。

如果是真的,绝对是见证历史性的一刻,常温超导会是人类科技史上的一个重大突破。

我们在有生之年,人类科技就可能会进步到科幻小说那种程度。

#头条创作挑战赛#

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