近日，有韩国科学家团队宣称发现了全球首个室温超导材料——“改性铅磷灰石晶体结构（lk-99）”。

▲论文发布图（来源：arXiv论文网站）

这一消息的发布，在各界都引起了轰动。

各方争议不断

从A股到美股的股票市场表现来看，室温超导仿佛已经取得成功。

资本市场对此做出反应是在8月1日下午13点左右，直接刺激原因似乎是华中科技大学复现了该论文的“迈斯纳效应”并在B站等平台发布。

8月1日午后，A股市场上，超导概念股集体大涨。截至收盘，中孚实业、百利电气、永鼎股份等个股收于涨停。西部超导和联创光电分别涨超7%和6%。

美股方面，一家名为美国超导的公司在周二盘前一度暴涨150%。

除此之外，不少科学团队也开始对韩国团队的发现展开了研究并表达了自己的观点。

据《物理世界》等外媒报道，自20世纪70年以来一直从事超导材料研究的马里兰大学物理学家Richard Greene评论称，尽管迈斯纳效应的视频乍看令人印象深刻，但超导并非是能使得物体悬浮的唯一原因。

莱斯大学物理学家Douglas Natelson表示，论文中的一组数据不符合物理原理，“这种相当草率的的差异无法给人们以信心”。

北京航空航天大学材料科学与工程学院、中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心的科研人员也对韩国团队的研究进行了验证。其中，北京航空航天大学团队发布的论文显示，他们根据韩国团队合成的材料，没有检测到超导性。

英国布里斯托大型超导研究员Nigel Hussey在接受《物理世界》采访时表示，如果该成果被证实为真，当然是一个非常轰动的突破，但就目前而言，只是耸人听闻而已。

巴塞罗那自治大学退休教授、磁测量领域知名专家陈笃行发表在“原力超导”公号的文章表示，从韩国团队电阻测量的结果，并不能证明所测样品已进入了超导态。

此外，对于近期“室温超导材料”成功的可能性，相关产业公司的回应总体上呈现观望情绪。

西部超导方面表示，该项技术目前还在实验阶段，公司不便做太多评价，正在密切关注。永鼎股份方面表示，公司也在等待验证的过程，可能需要反复的验证、求证才是秉承科学性的原则，这需要一定的时间和更加科学性的描述，才能让大家有一个更准确的认识。

抗磁性或已复现

8月1日下午，一位自称来自华中科技大学的B站UP主发布了一则视频宣布，其所在团队已经成功首次验证合成了可以磁悬浮的LK-99晶体，该晶体悬浮角度比此前韩国研究团队或者的样品磁悬浮角度更大，有望实现真正无异议的无接触超导磁悬浮。

据他所称，其所在团队由华中科技大学材料科学与工程学院常海欣教授带领，成员包括博士后武浩、博士生杨丽。

▲样品在磁场中出现自发抬升现象（图片来源：B站up主“关山口男子技师”视频截图）

在该团队发布的视频中可以看到，一个“小黑点”在显微镜下，随着钕铁硼磁体的移动，不断地倒下或站起，无论S极还是N极都有效，代表排斥与磁极无关，显现出抗磁性。

但该团队目前仅复现了抗磁性，是否为零电阻还需要进一步测试。只有同时满足抗磁性和零电阻，才能被称为超导体。

南京大学超导物理和材料研究中心主任闻海虎认为，韩国团队所展示的并非超导现象，而是超导假象。

他分析称，判断超导的基本要点有二：一是低温下的零电阻态，二是完全抗磁性，即迈斯纳效应。韩国研究团队希望论证，超导是电阻磁化和所谓磁悬浮效应。

**一方面，**通常零电阻态需要通过四点法才能标准地测得，尽管论文也采用了四点法，但论文的其中一图显示了四个尖锐的针尖作电极，这种方法有时会出现问题。同时，它们的数据当中并未发现在低温下有稳定的低噪音的零电阻态，因此从电阻上不足以说明有超导。

另一方面，该韩国研究团队使用一种名为squid超导量子干涉器件的现代超导量子干涉器件来测量，测量确实在很宽的温区，甚至在他们所声称的超导温度之上还能够发现所谓的抗磁性。但他们测量零场冷和场冷两种模式下的分叉点，把所谓的分叉点定义为了大概超导温度。

闻海虎表示，最简单的证明方法是看韩国团队能否为他们所声称的超导态提供科学数据。

▲韩国科学家论文中的超导磁悬浮图

“第三个是关于磁悬浮。韩国研究团队给出了录像，但该录像所展示的状态与超导磁悬浮有很大的区别。”据他介绍，超导磁悬浮因为磁通钉扎，超导体和磁体一旦位置固定，就会相当地稳定，不需要任何支撑。

韩国研究团队公布的视频画面则显示，超导体需要一个支撑点，且该物体处于不稳定状态，与超导真正的磁悬浮状态完全不同。闻海湖称，根据数据猜测，可能是材料本身存在非常微弱的抗磁，与重力达到某种平衡以后，形成了一个微软的磁悬浮状态，事实上并非超导磁悬浮。

中国科学院科学传播研究中心副主任袁岚峰认为，真正的超导磁悬浮是完全的浮在空中，而不是像韩国的样品这样一侧靠在底座上。更厉害的是，超导体还可以悬浮在磁体的下方，然后你把它推一下，它就会在下方悬空绕着磁体转圈。韩国科学家的视频，相形之下就像《西游记》第二回里菩提祖师说孙悟空，“这个算不得腾云，只算得爬云而已！”

总而言之，根据目前的实验结果，LK-99可能是一类具有抗磁性的材料，但还远远不能下结论说它是韩国团队所宣称的室温超导体，具体性质还需要后续更多的实验验证。

什么是 “超导体”

在看“什么是室温超导”这个问题前，首先需要先说说“超导体”这一概念。

超导（superconductivity）是材料在低于一定温度时电阻变为0的现象。超导体，顾名思义就是超能导电的物体。

众所周知，根据导电性能的不同，物质大致可以分为导体、半导体和绝缘体。像铁、铝这样的金属物质就是导体，电流电阻小，其中存在着大量可自由移动的带电粒子，这些电子能在外电场的作用下"自由行走"，形成明显的电流。正因如此，导体才容易导电；相反，像橡胶、塑料这样的绝缘体，其电阻极大，带电粒子因为被"困"在了原子周围不能"自由移动"，因而不容易导电。至于像硅、锗、砷化镓这样的半导体，则是性能介于前二者之间的物质。

按照焦耳定律，就算导体的导电性能再好，有电阻就会产生焦耳热，就会造成能量的额外消耗。想要电流在传输的过程中没有能量损耗，从理论上讲，就得电阻为0，而超导体就是这么理想的一种材料。

在一定温度下，它的电阻能变为0，传输电流时的损耗也就是0，不仅不会发热而且电线两端都不需要电压。

除了0电阻0损耗，超导体的完全抗磁性特性也让人心动。简单来说，如果我们在超导体正下方放置一个磁体，当磁体产生磁场，超导体会因为内部对磁场的绝对排斥，进而产生相反的磁场，并因此与磁体互相排斥。如果这种排斥力和超导体的重力能达到平衡，那么，超导体就能悬浮起来。

▲因为具有完全抗磁性特性而悬浮于空中的超导体（图源：Quanta）

利用超导体的特性，人们可以用来“举起”沉重巨大的车厢——诸如日本JR线的MLX系列低温超导磁悬浮磁浮列车测试线，也可以用来长期监测重力变化，观测潮汐、探测地震等——诸如天文地理研究中常用的磁悬浮重力仪；至于超导体的“约瑟夫森效应”则是说，如果在两个超导体之间夹一个绝缘层，当这个绝缘层的厚度薄到逼近原子那么薄时，电子就能直接穿过绝缘层，产生隧道电流现象。利用这一特性，人们不仅能做出速度更快、运行耗能更小的超导计算机，还能制作出灵敏度更高、噪声更小的超导量子干涉仪。

换而言之，如果真有一种可以被大范围商用的超导材料，这将是一场波及多个领域的重大变革。

常温常压的超导材料还有多远？

中国科学院物理研究所研究员罗会仟认为，基于目前的高压合成测量技术，样品产量非常低，且常压下不一定稳定，室温超导不可能有大规模的应用。但如果未来不需要高压即可合成超导材料，即使温度没有真正到室温，在接近室温情况下，用途也将非常广。

▲超导体能够进行长距离大容量输电，电网损耗变少、效率提高，能极大地减少能量浪费。（图源：视觉中国）

事实上，尽管时不时有新的发现，但从总体上看，近十年来全球超导材料研究始终处于一个尴尬的瓶颈期，究其原因，“市场化”也许是最难跨越的一个阻碍——如何将实验室中的新发现，实际应用到讲求成本、看重效率、生产条件有限的商用市场？这个问题似乎很难回答。

“虽然实验室陆陆续续找到了一些临界温度更高的新材料，但是受限于价格和性能等因素，这些新材料始终打不开商业市场，没办法投入实际应用”，一位不愿意透露姓名的业内知情人说。

现如今，超导技术对于多数普通人而言还是非常神秘，甚至常常引发人们的“误解”：提到超导技术，大家总会想到磁悬浮列车，但实际上，现实生活中大多数磁悬浮列车使用的是常规导体，像德国的和国内上海的磁悬浮，这些列车跟超导技术并没有太大关系。相比之下，反而是医院里使用的核磁共振成像（MRI），尤其是1.5T以上的核磁共振，才是跟普通人距离最近的超导技术。

相比于CT成像等技术，MRI不仅没有辐射，而且能为医生提供内容更加丰富、画面更加清晰的对比影像，尤其对于诸如脑部、脊髓等不同软组织或是中枢神经系统等部位的对比成像也更加好。如今，9.4T超高场MRI不仅在理论上能帮助人类检查糖尿病以及心脏病，甚至还有望能够帮助早期检测阿兹海默症，为人类解决"难以治疗只能预防"的顽疾提供更好的技术支持。

探寻适用于民用市场的超导材料并不容易，尽管路漫漫其修远兮，但人类寻找超导材料的脚步却从未停下。从能承载大量电能却几乎不产生额外能耗的超导发电机、超导直流输电线，再到信号覆盖更广、抗干扰力更强的信号通讯基站……一步步的探索中，超导技术正在等待下一个春天。

来源: 北京科技报社

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