室温超导来了?

室温超导来了?
2024年04月09日 09:19 媒体滚动

转自:中国国防报

近年来,关于室温超导材料的报道屡见报端。2023年7月,韩国一支科研团队声称发现世界上首个室温常压超导体LK-99,引起物理学界的轰动。此后半年,这一研究成果陆续被多国科研人员证明不是超导体。尽管如此,外界对室温超导的持续关注,极大推动室温超导体研究。那么,什么是室温超导体?实现室温超导有何意义?

韩国科研团队公布在室温常压超导体试验。韩国科研团队公布在室温常压超导体试验。

众所周知,任何允许电流通过的材料都可称之为导体。导体以电线的形式广泛存在于人们日常工作、生活当中,例如埋在地下的电线、手机微处理器内的电线等。同时,电流通过导体传输时必须克服导体内存在的电阻,使得部分电能以热能形式流失。现有的超导体都是在温度急剧下降或者压力急剧上升的条件下,引起内部电阻和磁场消失,从而具备超导状态。这意味着超导体在实际应用中需要依赖昂贵的低温材料,如液氦维持低温环境,这就造成超导应用成本增加,甚至超过超导材料本身。几十年来,科学家一直试图制造一种可以在常温常压条件下工作的超导体,即室温超导体。这种超导体可以像普通电线一样在常温下正常使用,实现能量的零损耗传输。

超导体具有两大特性:零电阻和完全抗磁性。韩国研究小组发表的一段视频中,一个硬币大小的灰色岩石样本悬浮在一块磁铁上,这正是超导体的抗磁性表现。不过,这不足以证明LK-99就是超导体,原因在于一些非超导材料放在磁铁上也会悬浮起来。今年初,由中国科学家组成的研究团队发表研究成果,称LK-99的悬浮现象能用普通的物理学原因解释。另外,欧美研究人员也通过实验,证明LK-99不是超导体,而是绝缘体。

尽管受到质疑,韩国研究团队对LK-99的研究,以及各国对这一研究结果的验证过程并非无意义。这种反复论证的过程,有助于加深人们对室温超导的认识,对于寻找新的室温超导材料具有重要价值。

室温超导技术一旦实现,将在诸多领域带来颠覆性影响。例如,在能源传输与储存领域,室温超导体可提高电力输送效率,减少能量损耗。另外,超导磁能储存技术还可用于能源储存,帮助平衡能源供需,减少对化石燃料的依赖。

室温超导技术对通信领域的影响同样巨大。采用室温超导材料制成的电线,在传输电流时几乎不受电阻影响,信号传输损耗大大降低,且信号更稳定、能效更高,有助于实现高速、低延迟的无线通信。

除此之外,室温超导在电子电器集成、医疗核磁成像、超级计算、天文探测、国防建设等领域都将产生深远影响。这也正是各国科研人员孜孜不倦地追求室温超导技术的原因所在。随着技术进步,假以时日,室温超导必将造福人类。(高歌)

(中国国防报 2024年4月9日第四版)
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