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今日商会 | 革命性成果!人类或进入能量无损世界

   日期:2023-08-03 04:50:26     来源:网络整理    作者:本站编辑    浏览:28    评论:0    

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7月22日,韩国研究团队发布论文宣称实现了世界首个室温常压超导体后,随即在全球引发热潮。

8月1日,中美俄三国实验室都披露了对LK-99的验证进展,引爆了资本市场的想象空间。

“室温超导”现在有多火?从资本市场的反应可见一斑。A股超导板块本周连续大幅上涨,而美国股市中一家名为“美国超导”的公司更是一度暴涨150%

“室温超导”到底是什么?它会如何改变我们的生活?

室温超导预示无损世界

超导即超级导电,常温常压下,几乎所有导体都存在电阻,电流传导的过程中会因此存在热能损耗,而超导体就是电阻消失能以零损耗传导电流的材料,并具备完全抗磁性(内部磁感应强度为零),有着稳定、损耗小和传输快等优势。

此前的超导材料,均需要在较低温度下才能进入超导状态。韩国团队此次论文中提到的关键词“室温超导”,即是在常温条件下实现的超导现象。按照凝聚态物理学标准,室温指300K(27℃)

超导材料,是指具有在一定的低温条件下呈现出电阻等于零以及排斥磁力线的性质的材料。

一般来说,按照材料的常温电阻率从大到小可以分为绝缘体、半导体和导体。绝大部分金属都是良导体,他们在室温下的电阻率非常小但不为零,在10-12mΩ ∙ cm量级附近。

当把某种材料降到某个特定温度以下的时候,电阻突降为零,同时所有外磁场磁力线被排出材料外,导致体内磁感应强度为零,即同时出现零电阻态和完全抗磁性。这种状态下,即为材料进入超导态,这种材料就是超导材料。

超导体的一系列神奇特性意味着我们可以在低温下稳定地利用超导体,比如实现无损耗输电、稳恒强磁场和高速磁悬浮车等。

正因如此,自从超导发现以来,人们对超导材料的探索脚步一直不断向前,对超导微观机理和超导应用的研究热情也从未衰减。

实现室温超导一直是科学家们的梦想,若能成功实现,将极大地拓展了超导技术的应用领域,引发一次科学和工业领域的革命也不为过,从能源传输到交通运输,再到医疗设备和科学研究等方面都将获益。

全球首款室温常压超导材料

从7月底开始,“室温超导”风暴席卷全球。韩国团队发表了两篇论文,宣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),轰动全球。

如果该实验为真,那么“LK-99”将成为全球首款室温常压超导材料。但其公布的实验数据随后受到质疑,被认为不足以证明其室温、常压下的超导特性。

随后,国际上多个研究团队试图合成“LK-99”,验证其实验结果。

8月1日,中美俄均有实验室宣布合成了该晶体。虽然还未证实其超导性,但初步验证了抗磁性。“LK-99”的神秘面纱,正在逐步掀开。

B站上一位名为“关山口男子技师”的UP主发布视频,表示已合成了可以磁悬浮的“LK-99”晶体。该晶体悬浮的角度比韩国量子能源研究中心的CEO Sukbae Lee等人获得的样品磁悬浮角度更大,并且两级均表现出了抗磁性,有望实现真正意义的无接触超导磁悬浮。

简介显示,该UP主来自华中科技大学,其所在的团队是由华中科技大学材料学院教授常海欣带领,成员是博士后武浩、博士生杨丽。随后,常海欣教授确认该视频是由其团队上传。

网友纷纷在其视频下刷屏“见证历史”。截至目前,该视频播放量超过500万,评论超过4万,关注度很高。

超导材料需要具备三个特性:完全电导性、完全抗磁性、通量量子化

目前,“LK-99”的实验室复现只验证了其具有抗磁性,还没验证“完全抗磁性”,其他两个特性也还未真正得到验证。

“LK-99”之所以关注度高,是因为其制备工艺比较简单,而且能在室温、常压下实现超导。这是一项“准诺贝尔奖”级别的新发现,如果室温超导真能实现,将引发全球新一轮的工业革命。

简而言之,超导,是指导体在某一温度下,电阻为零的状态;呈现超导电性的材料,称为超导体;使用超导材料,能大大减少损耗。

室温超导的实现将深刻变革目前的能源体系、信息处理与传输体系,并在医疗检测、高速交通乃至可控核聚变等诸多领域带来进步。室温超导材料得到应用后,发电、输电、储能等全行业都将被改写。

在能源运输侧,超导输电可以把电力几乎无损耗地输送给用户。据统计,用铜或铝导线输电,约有15%的电能损耗在输电线路上,光是在国内,每年损失的电力即达1,000多亿度。若改为超导输电,节省的电能相当于新建数十个大型发电厂,用电紧张的局面将被极大缓解。

在医疗方面,超导材料可以制成强磁场,因此可以于医学成像,如核磁共振成像(MRI)。MRI是种创性的成像技术,可以来检测各种疾病和病变,如癌症、管疾病、神经疾病等。

在计算机方面,大众所使用的电脑、手机速度都将得到提升,会变得更轻薄。超导计算机中的超大规模集成电路,其元件间的互连线用接近零电阻和超微发热的超导器件来制作,不存在散热问题,同时计算机的运算速度大大提高。

据统计,按目前情况,如果将铜或铝导改为超导体,光是在中国节省电能相当于新建数十个大型发电厂

钡六整理编辑

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