“室温超导”又火爆全球！(物理学“圣杯”将开启第四次工业革命？)

「室温超导」再次引起全球轰动！物理学界是否将迎来第四次工业革命？

我们是否将见证超导时代的到来？

从7月底开始，「室温超导」的风暴在全球掀起了热潮。韩团队在arXiv上发布了两篇论文，声称成功合成了世界上第一个室温常压超导体——改性铅磷灰石晶体结构（LK-99），这一发现震惊了整个世界。

据报道，LK-99是通过稍微改变铅磷灰石的六方结构，并加入少量的铜，使其在127摄氏度以下表现出超导性。该材料的化学式为……

常温超导体一直被视为现代物理学的「圣杯」之一，而韩研究团队的这项「重磅发现」再次引爆了物理学界。

一些分析人士指出，韩国团队的LK-99让人难以置信的地方在于，它不仅解决了温度问题，甚至无需高压辅助就可以实现超导性。而127°C的超导转变温度不仅相比之前的研究有了大幅提高，而且可应用温度范围也得到了大幅扩展。

简单来说，这项科技的奇特之处在于，它能够在常温下让电子快速通过，没有电阻，也没有能量消耗，这将彻底颠覆现有的电力系统。室温超导的实现将对当前的能源体系、信息处理与传输体系以及医疗检测、高速交通甚至可控核聚变等众多领域带来革命性进展。

目前，业内普遍认为，LK-99的制备过程似乎相当简单，可以在常温常压条件下完成，类似于手工操作，这让人们在震惊和质疑之余又重新燃起了希望——万一超导真的如此简单，那岂不是一次巨大的突破吗？

因此，无论是材料学专业的还是非材料学专业的人都迫切地关注着各大实验室中这项技术的复制过程。首批复制实验结果已经出炉：理论上可行但并未复制悬浮或超导的现象。

7月31日16:13，北京航空航天大学的研究人员在arXiv上发布了论文，称他们的实验结果未发现LK-99的超导性。他们得到的LK-99样品的X射线衍射图谱与韩团队的结果一致，但却无法检测到巨大的抗磁性，也没有观察到磁悬浮现象。从电输运性质来看，LK-99更像是半导体；从电阻率方面来看，LK-99与典型的超导体的零电阻特征不符。

几乎同时（7月31日17:58），美劳伦斯伯克利国家实验室的研究员西尼德·M·格里芬在预印本网站arXiv上发布了一篇标题为《铜掺杂的铅磷灰石中相关孤立平带的起源》的论文。格里芬表示，他们使用了密度泛函理论（DFT）和GGA+U方法进行了计算，为最近韩团队所称的「室温常压超导材料」提供了理论支持。他认为，计算结果显示，LK-99可能具备高温超导体费米能级平坦带的特征。

8月1日下午，一位国内网络博主发布视频称，华中科技大学团队成功合成了一种可以磁悬浮的LK-99「室温超导晶体」，并通过迈斯纳效应进行了验证（注：迈斯纳效应是指超导体从一般状态转变为超导态时对磁场的排斥现象）。

然而，据他所说，这种晶体虽然具备抗磁性，但是相对较弱，并没有零电阻的特征，整体表现更像是一个半导体。他认为，即使LK-99具有超导相，也只是微量的超导杂质，无法形成连续的超导通路。

就在韩团队的研究结果尚未得出定论之际，美的研究公司也紧随其后，不仅声称发现了室温超导体，还表示已经获得了相关专利。

北京时间8月1日凌晨，美国泰吉量子公司发布了一张照片，称他们发现了一种室温超导材料——一种石墨烯泡沫材料，非常脆弱。该公司已经获得了一项重要的室温超导材料专利，这可能意味着该材料将进入生产阶段。

美国泰吉量子公司的首席执行官Paul Lilly表示：“我很高兴地宣布，我们终于获得了我们的室温 II 型超导体专利。”消息传出后，美国超导相关股票在盘前交易中继续上涨，涨幅一度达到130%。

接下来的几天将会有更多的复制实验结果出现。全世界的研究者将共同努力验证人类是否能够突破室温超导的难题，进入一个全新的时代。

100多年前，荷兰物理学家昂内斯（Kamerlingh Onnes）为人类揭开了超导这扇大门。1911年，昂内斯在研究中发现，当温度降至4.2K以下时，金属汞（Hg）的电阻突然降为零，而这并不是任何实验上的巧合。

自那以后，汞成为了科学家们发现的第一个超导体，其超导转变温度为4.2K。超导转变温度即超导体从正常状态转变为超导状态的温度。超导现象被认为是20世纪最伟大的发现之一。

然而，经过多年的发展，超导体的实际应用基本局限于少数特定场景，比如磁悬浮等。原因在于，超导体通常需要被冷却至极低温，并且需要施加极高的压力才能实现超导态。正如韩国研究团队所提到的，自从昂内斯发现超导性以来，科学家们一直在寻找能在常温常压下展现超导特性的「室温超导体」。

因此，「室温超导体」被视为现代物理学的「圣杯」之一，即找到能在常温常压下展现超导特性的材料。

浙商证券在其研报中指出，目前大多数超导材料的转变温度都在40K (-233℃)以下，这限制了其在能源、医疗、信息和精密测量等领域的广泛应用。目前只发现了铜氧化物超导体和镍氧化物超导体这两种转变温度达到液氮温区77K (-196℃)的非常规超导材料体系。

而韩国科研团队公布的超导材料体系在「室温常压」(约400K/127℃)下展现了超导性能，如果能够成功复制，那将是超导领域的革命性进步。

实际上，室温超导以及相关的研究成果并不是第一次出现。早在2018年，两位印度科学家声称，由金银纳米粒子构成的混合物在13℃下展现了超导特性。然而，这项研究在当事人于2019年5月发布修正后就无再进展。

今年3月，罗切斯特大学的迪亚斯团队宣称发现了室温超导，但很快就遭到其他多个实验团队的质疑，并且该论文也在质疑声中被撤回。

为什么人类如此渴望室温超导呢？

首先说意义，有分析认为，「如果有人能够攻破室温常压超导，并最终实现商业化应用，那其巨大的价值很有可能开启第四次工业革命。」这将使能源利用效率大幅提高，不再依赖化石能源开采，从而保护环境，加速人工智能的发展等。

超导体具有零电阻和完全抗磁性等特性，在储能、磁悬浮列车、电力输送和核磁共振等领域具有广泛的应用前景。

中邮证券指出，室温超导意味着能够实现长距离无损耗的输电，这将引发全球电力网络的基础设施建设热潮。此外，超导磁体、超导电缆和超导磁悬浮列车等技术都有望有所突破。

以磁悬浮列车为例，日本的低温超导型磁悬浮技术利用超导材料制成超导线圈，并在车厢上安装制冷机来保持超导线圈处于低温超导状态。当电流通过导线时，导线不会发热，电流几乎不损耗，而导线产生的磁力可以让列车悬浮并向前推进。然而，超导需要极低的温度，这成为相关技术推广普及的痛点。

最初，超导体需要接近绝对零度的低温，通常需要液氦来实现，每公斤的成本高达一两百元。后来出现的「高温超导」（指临界温度进入液氮温区的超导体）只需要液氮就可以实现，每公斤成本仅为4元，与矿泉水的价格差不多。

如果在室温常压下成功突破室温超导材料，无疑将对能源、交通、计算和医疗检测等诸多领域产生变革。浙商证券指出：

更高效的能源传输、转换和储存：超导材料利用零电阻的特性，可以无损耗地传输电力，提高能源传输的效率、稳定性和可靠性；

更高速的交通方式：超导材料提高了电能传输的效率，降低了磁悬浮列车的成本，将直接影响高速交通方式的改变；

更快的信息处理速度：超导材料在低温环境下具有高度的量子特性，可用于构建量子计算机，运算速度远超现有计算机，或将在信息处理领域带来巨大变革；

更先进的治疗手段：超导材料在医学领域具有广泛的应用，如MRI和超导线圈等。室温超导材料的出现将有可能推动医疗设备的小型化和便携化，促进医疗技术的发展。

东吴证券认为，实验结果从实验室走向商业化应用需要一定的时间。因此，即使室温超导材料得到验证，室温超导的商业化落地时间还无法预测。目前，能够实现大规模商业化落地的超导技术仍以低温超导和高温超导为主。